KR20150136885A - Apparatus and method of column torque compensation for mdps system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for compensating for column torque of an MDPS system. The apparatus comprises: a detection unit detecting at least one of a steering angle and an angular speed and column torque; and a control unit calculating a column torque compensation ratio based on at least one of the steering angle and the angular speed detected through the detection unit in case of steering reverse after determining whether steering is reversed, and calculating column torque compensated on the basis of the column torque detected through the detection unit and the calculated compensation ratio.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF COLUMN TORQUE COMPENSATION FOR MDPS SYSTEM}Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for compensating column torque of an electric power steering system,

본 발명은 자동차의 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering system for an automobile, and more particularly, to an apparatus and method for compensating a column torque of an electric power steering system.

자동차의 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.The power steering of a car is a power steering system that helps the driver to operate the steering wheel. In the case of power steering, a method using hydraulic pressure is mainly used, but in recent years, the use of a motor driven power steering (MDPS) system, which uses a motor force, is increasing. The MDPS system is lightweight compared to conventional hydraulic power steering systems, takes up less space and does not require oil change.

MDPS 시스템은 차량 조향 시 운전자가 스티어링 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 한다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해 감지하고 이 신호를 MDPS 시스템이 받아서 현재 자동차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다. MDPS 시스템은 자동차의 주정차 때나 저속운전 때에는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 함으로써 차체의 안정성을 유지할 수 있도록 한다.The MDPS system facilitates steering by providing a portion of the steering torque that the driver must apply to the steering wheel when steering the vehicle using an auxiliary power source. That is, the driver intends to sense the steering intention through the torque sensor directly connected to the steering wheel, and the MDPS system receives this signal and assists the steering force by driving the motor to provide a proper force in consideration of the current speed of the vehicle and the like. The MDPS system helps to maintain the stability of the vehicle by assisting a large force when driving a car at idle or at low speed and by reducing the driver's strength while assisting only small force at high speed.

상기 MDPS 시스템은 모터가 스티어링 기어 박스와 너클을 연결하는 암(Arm)에 장착되는 형태일 수도 있고, 스티어링 휠과 연결된 스티어링 컬럼에 장착되는 형태 수도 있으나, 스티어링 휠의 회전을 감지하여 스티어링 휠의 회전 정도 및 차속에 따라 모터의 전원 인가량을 결정하는 기본 원리는 동일하다.The MDPS system may be configured such that the motor is mounted on an arm connecting the steering gear box and the knuckle or mounted on a steering column connected to the steering wheel. However, when the rotation of the steering wheel is detected by sensing the rotation of the steering wheel, And the basic principle of determining the power application amount of the motor in accordance with the vehicle speed is the same.

그런데, 종래의 MDPS 시스템은 모터의 출력 연산 시 컬럼토크를 곧바로 모터의 출력 연산 함수에 입력하기 때문에 조타 반전 시 히스테리시스 폭 조절이 불가능하여 히스테리시스 폭을 균일하게 제어하지 못한다는 문제점이 존재하였다.However, since the conventional MDPS system inputs the column torque directly to the output function of the motor during the output calculation of the motor, there is a problem that the hysteresis width can not be controlled at the time of steering reversal and the hysteresis width can not be controlled uniformly.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0056312호(2010.05.27.)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2010-0056312 (May 28, 2010).

본 발명은 상기와 같은 종래 MDPS 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조타 반전 시 히스테리시스 폭 조절이 가능한 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for compensating column torque of an electric power steering system capable of adjusting a hysteresis width at the time of steering reversal in order to solve the problems of the conventional MDPS system.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치는 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단하여 조타 반전 중인 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 조향각 및 각속도 중 적어도 하나에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산하고, 상기 감지부를 통해 감지된 컬럼토크 및 상기 계산된 보상비에 근거하여 보상된 컬럼토크를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for compensating column torque of an electric power steering system according to the present invention includes: a sensing unit for sensing at least one of a steering angle and an angular velocity and a column torque; And a controller for calculating a column torque compensation ratio based on at least one of a steering angle and an angular velocity sensed by the sensor when the steering is reversed by determining whether the steering is reversed based on the sensing result of the sensing unit, And a controller for calculating the compensated column torque based on the calculated compensation ratio.

본 발명에서 상기 보상된 컬럼토크 산출시, 상기 제어부는 상기 감지부를 통해 감지된 컬럼토크에 상기 보상비를 곱하여 보상토크를 계산하고, 상기 컬럼토크에 상기 보상토크를 가산하여 상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the calculation of the compensated column torque in the present invention, the control unit calculates the compensation torque by multiplying the column torque sensed through the sensing unit by the compensation ratio, and calculates the compensated column torque by adding the compensation torque to the column torque .

본 발명에서 상기 조타 반전 여부 판단 시, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 상기 감지된 조향각을 곱한 값이 음수인 경우, 조타 반전 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the steering reversal is determined, the controller determines that the steering is reversed when the sensed angular velocity multiplied by the sensed steering angle is negative.

본 발명에서 상기 컬럼토크 보상비 계산 시, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 따른 게인값에 상기 감지된 조향각에 따른 게인값을 곱하여 상기 컬럼토크 보상비를 계산하되, 상기 각속도에 따른 게인값은 각속도가 느릴수록 더 큰 값을 가지고, 상기 조향각에 따른 게인값은 조향각이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우 0의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In the calculation of the column torque compensation ratio, the controller calculates the column torque compensation ratio by multiplying the gain value according to the sensed angular velocity by the gain value according to the sensed steering angle, wherein the gain value according to the angular velocity is a slow The gain value according to the steering angle has a value of 0 when the steering angle corresponds to a predetermined range.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법은 제어부가 감지부를 통해 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지하는 단계; 상기 제어부가 상기 감지하는 단계의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단하는 단계; 조타 반전 중인 경우 상기 제어부가 상기 감지된 조향각 및 각속도 중 적어도 하나에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크와 상기 계산된 컬럼토크 보상비에 근거하여 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of compensating a column torque of an electric power steering system according to the present invention includes the steps of sensing at least one of a steering angle and an angular velocity and a column torque through a sensing unit; Determining whether the steering is reversed based on the detection result of the sensing step; Calculating a column torque compensation ratio based on at least one of the detected steering angle and the angular velocity when the steering is inversed; And the controller calculates the compensated column torque based on the sensed column torque and the calculated column torque compensation ratio.

본 발명에서 상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크에 상기 계산된 컬럼토크 보상비를 곱하여 보상토크를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크에 상기 계산된 보상토크를 가산하여 상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of calculating the compensated column torque may include: calculating the compensation torque by multiplying the sensed column torque by the calculated column torque compensation ratio; And calculating the compensated column torque by adding the calculated compensated torque to the sensed column torque by the control unit.

본 발명의 상기 조타 반전 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 상기 감지된 조향각을 곱한 값이 음수인 경우, 조타 반전 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the step of determining whether or not the steering wheel is reversed, the controller determines that the steering angle is reversed when the detected angular velocity multiplied by the detected steering angle is negative.

본 발명의 상기 컬럼토크 보상비를 계산하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 따른 게인값에 상기 감지된 조향각에 따른 게인값을 곱하여 상기 컬럼토크 보상비를 계산하되, 상기 각속도에 따른 게인값은 각속도가 느릴수록 더 큰 값을 가지고, 상기 조향각에 따른 게인값은 조향각이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우 0의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
The controller calculates the column torque compensation ratio by multiplying the gain value according to the sensed angular velocity by the gain value according to the sensed steering angle, and the gain value according to the angular velocity The gain value according to the steering angle has a value of 0 when the steering angle corresponds to a preset range.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법은 각속도 및 조향각에 따른 보상 게인을 설정하여 조타 반전 시 컬럼토크 보상을 통해 히스테리시스 폭의 제어가 가능하도록 함으로써 조향감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The apparatus and method for compensating column torque of the electric power steering system according to the present invention can improve the steering feel by allowing the hysteresis width to be controlled through the column torque compensation during the steering reversal by setting the compensation gain according to the angular velocity and the steering angle have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치에서 보상된 컬럼토크 산출을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치에서 조향각과 컬럼토크에 기반을 둔 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치를 적용한 자동차에서 게인의 변화에 따라 측정된 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a column torque compensator of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view for explaining the calculation of the corrected column torque in the column torque compensating apparatus of the electric power steering system according to the embodiment of the present invention. FIG.
3 is a graph showing a hysteresis curve based on a steering angle and a column torque in a column torque compensator of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a hysteresis curve measured according to a change in gain in a vehicle to which a column torque compensating apparatus of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention is applied.
5 is a flowchart illustrating a method of compensating column torque of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법의 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.Hereinafter, an embodiment of an apparatus and method for compensating column torque of an electric power steering system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치에서 보상된 컬럼토크 산출을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a column torque compensator of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a column torque compensator of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. Fig. 8 is an exemplary diagram for explaining compensated column torque calculation. Fig.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치는 제어부(100) 및 감지부(110)를 포함한다.1, the apparatus for compensating a column torque of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention includes a control unit 100 and a sensing unit 110. As shown in FIG.

감지부(110)는 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지한다. 여기서 조향각은 운전자에 의해 스티어링 휠이 조향된 각도를 말하며, 각속도는 상기 스티어링 휠의 회전 속도를 말한다. 스티어링 휠이 중심에서 시계방향으로 회전했을 때의 조향각을 양수로, 반시계방향으로 회전했을 때의 조향각을 음수로 표현한다. 각속도 또한 시계방향으로 회전하는 경우 양수로, 반시계방향으로 회전하는 경우 음수로 표현한다.The sensing unit 110 senses at least one of the steering angle and the angular velocity and the column torque. Here, the steering angle refers to the angle at which the steering wheel is steered by the driver, and the angular speed refers to the rotational speed of the steering wheel. The steering angle when the steering wheel rotates clockwise from the center is expressed as a positive number, and the steering angle when the steering wheel is rotated counterclockwise is expressed as a negative number. The angular velocity is also expressed as a positive number when rotating clockwise, or as a negative number when rotating counterclockwise.

감지부(110)는 광센서(optical sensor)를 이용하여 조향각 또는 각속도를 측정할 수 있다. 예를 들어 스티어링 휠과 함께 회전하는 토션바에 수광부를 부설하고, 고정된 지점에 발광부를 부설하여 스티어링 휠의 조향각 또는 회전 속도를 측정할 수 있다. 다만 본 실시예는 이에 한정되지 않고 조향각 또는 각속도를 측정할 수 있는 다양한 방법이 채용될 수 있다. 컬럼토크는 스티어링 휠에 연결된 스티어링 컬럼의 토크를 의미하며 컬럼 토크센서를 통해 측정될 수 있다.The sensing unit 110 may measure the steering angle or the angular velocity using an optical sensor. For example, a light receiving unit may be attached to a torsion bar rotating together with a steering wheel, and a light emitting unit may be installed at a fixed point to measure a steering angle or a rotational speed of the steering wheel. However, the present embodiment is not limited to this, and various methods capable of measuring the steering angle or the angular velocity can be employed. The column torque refers to the torque of the steering column connected to the steering wheel and can be measured through a column torque sensor.

감지부(110)는 필요에 따라 하나 이상일 수 있으며, 감지부(110)는 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 주기적으로 측정하거나, 제어부(100)의 제어에 따라 비주기적으로 측정할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 필요시에만 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 측정하도록 감지부(110)를 제어할 수도 있다.The sensing unit 110 may be at least one as needed, and the sensing unit 110 periodically measures at least one of the steering angle and the angular velocity and the column torque, or may be non-periodically measured according to the control of the control unit 100 . Also, the control unit 100 may control the sensing unit 110 to measure at least one of the steering angle and the angular velocity and the column torque only when necessary.

제어부(100)는 감지부(110)의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단하여, 조타 반전 중인 경우 컬럼토크 보상을 수행할 수 있다.The control unit 100 determines whether the steering is reversed based on the detection result of the sensing unit 110, and can perform the column torque compensation when the steering is inversed.

여기서 조타 반전 중이라 함은 운전자가 스티어링 휠을 회전시키는 방향과 조향각의 방향이 반대되는 경우를 의미하며, 제어부(100)는 감지부(110)를 통해 감지된 각속도와 감지부(110)를 통해 감지된 조향각의 곱셈을 통해 조타 반전 여부를 판단할 수 있다. 즉 제어부(100)는 각속도와 조향각을 곱한값이 음수인 경우 조타 반전 중이라고 판단할 수 있다. 다만 이외에도 별도의 센서를 사용하는 등 반전 여부를 판단할 수 있는 다양한 방식이 채용될 수 있다.Here, the steering reversal means that the driver rotates the steering wheel in the opposite direction to the steering angle. The control unit 100 controls the angular velocity detected by the sensing unit 110 and the angular velocity detected by the sensing unit 110 It is possible to determine whether the steering is reversed by multiplying the detected steering angle. That is, the control unit 100 can determine that the steering is reversed when the value obtained by multiplying the angular velocity by the steering angle is negative. In addition, various methods can be employed to judge whether or not the sensor is reversed by using a separate sensor.

도 2를 참조하여 컬럼토크 보상 수행을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제어부(100)는 조타 반전 중인 경우 감지부(110)를 통해 감지된 조향각과 감지부(110)를 통해 감지된 각속도에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산할 수 있다. 예를 들어, 각속도에 따른 게인값에 조향각에 따른 게인값을 곱하여 컬럼토크 보상비를 계산할 수 있다.Referring to FIG. 2, the controller 100 determines whether or not the column torque compensation is performed based on the steering angle sensed by the sensing unit 110 and the angular velocity sensed by the sensing unit 110, The torque compensation ratio can be calculated. For example, the column torque compensation ratio can be calculated by multiplying the gain value according to the angular velocity by the gain value according to the steering angle.

이때 각속도에 따른 게인값은 각속도가 느릴수록 더 큰 값을 가질 수 있고, 조향각에 따른 게인값은 조향각이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우 0의 값을 가질 수 있다.At this time, the gain value according to the angular velocity may have a larger value as the angular velocity is slower, and the gain value according to the steering angle may have a value of 0 when the steering angle corresponds to the predetermined range.

즉 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치는 각속도가 저속인 경우 게인을 크게 하여 보상이 되도록 하고 속도가 증가할수록 게인을 작게 하여 보상량이 줄어들도록 설계될 수 있다. 각속도가 빠른 경우는 운전자가 스티어링 휠의 회전에 많은 힘을 가하여 빠른 조향변경을 원하는 경우이므로, 컬럼토크의 보상을 통해 운전자가 느끼는 조향감을 변경할 필요가 크지 않기 때문이다.In other words, the column torque compensator of the electric power steering system according to the present embodiment can be designed to compensate by increasing the gain when the angular velocity is low, and to reduce the compensation amount by reducing the gain as the velocity increases. This is because when the angular velocity is high, the driver needs to change the steering force quickly by applying a great deal of force to the rotation of the steering wheel, so that it is not necessary to change the steering feeling felt by the driver through compensation of the column torque.

또한 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치는 특정 구간의 조향각에서는 컬럼토크 보상이 되지 않도록 설계될 수 있다. 예를 들어 조향각에 따른 게인은 로우패스필터의 형태로 설계되어, 온센터 근방에서는 컬럼토크 보상이 이루어지지 않도록 할 수도 있다. 온센터 근방에서 운전자의 스티어링 휠 조작으로 조타 반전이 발생하더라도 이는 조향변경을 위한 것이 아니라 직진 주행을 위한 것일 가능성이 크기 때문이다. 여기서 온센터라 함은 스티어링 휠이 중립에 위치한 것을 의미한다.Also, the column torque compensator of the electric power steering system according to the present embodiment can be designed so that column torque compensation is not performed at a steering angle of a specific section. For example, the gain according to the steering angle is designed in the form of a low-pass filter, so that column torque compensation can be avoided in the vicinity of the on-center. Even if steering inversion is generated by the steering wheel operation of the driver in the vicinity of the on-center, it is likely that the steering inversion is not for the steering change but for the straight running. Here, the center means that the steering wheel is located at the neutral position.

본 실시예에서는 제어부(100)가 조향각 및 각속도를 고려하여 컬럼토크 보상비를 계산하는 것으로 설명하였으나, 제어부(100)가 조향각 및 각속도 중 하나만을 고려하여 컬럼토크 보상비를 계산하도록 설계될 수도 있다. 또한 컬럼토크 보상비를 계산하는 방식으로 상술한바와 같은 게인을 사용하는 방식 외에도 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크 보상비 간의 대응관계에 대한 룩업 테이블을 사용하는 방식 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.In the present embodiment, the controller 100 calculates the column torque compensation ratio in consideration of the steering angle and the angular velocity. However, the controller 100 may be designed to calculate the column torque compensation ratio considering only one of the steering angle and the angular velocity. Further, in addition to a method of using the gain as described above in a method of calculating the column torque compensation ratio, various schemes such as a method of using a lookup table for the correspondence between at least one of the steering angle and the angular velocity and the column torque compensation ratio may be employed.

또한 제어부(100)는 감지부(110)를 통해 감지된 컬럼토크와 계산된 컬럼토크 보상비에 근거하여 보상된 컬럼토크를 산출할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 컬럼토크에 컬럼토크 보상비를 곱하여 보상토크를 계산하고, 상기 컬럼토크에 상기 보상토크를 가산하여 최종적으로 보상된 컬럼토크를 산출할 수 있다.Also, the controller 100 may calculate the compensated column torque based on the column torque sensed through the sensing unit 110 and the calculated column torque compensation ratio. For example, the control unit 100 may calculate the compensated torque by multiplying the column torque by the column torque compensation ratio, and add the compensation torque to the column torque to calculate the finally compensated column torque.

상기 보상된 컬럼토크는 보상 전 컬럼토크를 대신하여 모터의 출력 연산 함수에 입력되어 MDPS 시스템의 모터 출력을 결정하는데 사용된다.The compensated column torque is input to the output function of the motor instead of the pre-compensation column torque and used to determine the motor output of the MDPS system.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치에서 조향각과 컬럼토크에 기반을 둔 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치를 적용한 자동차에서 게인의 변화에 따라 측정된 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing a hysteresis curve based on a steering angle and a column torque in a column torque compensating apparatus of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing a hysteresis curve based on an electric power steering A graph showing a hysteresis curve measured according to a change in gain in a vehicle to which a column torque compensation system of the system is applied.

도4에 도시된 바와 같이, 컬럼토크 보상을 통해 히스테리시스 폭의 변화가 가능하며, 이때 각속도에 기반을 둔 게인값에 따라 히스테리시스 폭이 변경되므로, 컬럼토크 보상을 통해 히스테리시스 폭의 제어가 가능하다.As shown in FIG. 4, the hysteresis width can be changed by the column torque compensation, and the hysteresis width is changed according to the gain value based on the angular velocity. Hysteresis width can be controlled through the column torque compensation.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법을 설명한다.5 is a flowchart illustrating a method of compensating column torque of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a method of compensating column torque of an electric power steering system will be described.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(100)는 감지부(110)를 통해 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지한다(S500).5, the controller 100 senses at least one of the steering angle and the angular velocity and the column torque through the sensing unit 110 (S500).

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S500)의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단한다(S510). 예를 들어, 제어부(100)는 상기 단계(S500)에서 감지된 각속도와 상기 단계(S500)에서 감지된 조향각의 곱셈을 통해 조타 반전 여부를 판단할 수 있다. 즉 제어부(100)는 각속도와 조향각을 곱한값이 음수인 경우 조타 반전 중이라고 판단할 수 있다.Then, the controller 100 determines whether or not the steering is reversed based on the detection result of step S500 (S510). For example, the controller 100 may determine whether the steering is reversed by multiplying the angular velocity detected in step S500 by the steering angle detected in step S500. That is, the control unit 100 can determine that the steering is reversed when the value obtained by multiplying the angular velocity by the steering angle is negative.

상기 단계(S510)의 판단결과, 조타 반전 중인 경우 제어부(100)는 상기 단계(S500)에서 감지된 조향각 및 각속도 중 적어도 하나에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산한다(S520). 반면 상기 단계(S510)의 판단결과, 조타 반전 중이 아니었다면 제어부(100)는 상기 단계(S500)으로 회귀하여 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크의 감지부터 다시 반복한다.As a result of the determination in step S510, the controller 100 calculates the column torque compensation ratio based on at least one of the steering angle and the angular velocity sensed in step S500 in step S520. On the other hand, if it is determined in step S510 that the steering wheel is not being reversed, the control unit 100 returns to step S500 to repeat at least one of the steering angle and the angular velocity and the detection of the column torque.

한편 상기 단계(S520)이후, 제어부(100)는 상기 단계(S500)에서 감지된 컬럼토크에 상기 단계(S520)에서 계산된 컬럼토크 보상비를 곱하여 보상토크를 계산한다(S530).Meanwhile, after step S520, the controller 100 calculates the compensation torque by multiplying the column torque sensed at step S500 by the column torque compensation ratio calculated at step S520 at step S530.

이어서 제어부(100)는 상기 단계(S500)에서 감지된 컬럼토크에 상기 단계(S530)에서 계산된 보상토크를 가산하여 보상된 컬럼토크를 산출한다(S540).Then, the controller 100 calculates the compensated column torque by adding the compensation torque calculated in the step S530 to the column torque detected in the step S500 (S540).

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법은 조타 반전 시 컬럼토크의 보상을 통해 히스테리시스 폭의 제어가 가능하도록 한다.As described above, the apparatus and method for compensating the column torque of the electric power steering system according to the embodiment of the present invention can control the hysteresis width by compensating the column torque at the time of steering reversal.

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
110: 감지부100:
110:

Claims (8)

조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단하여 조타 반전 중인 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 조향각 및 각속도 중 적어도 하나에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산하고, 상기 감지부를 통해 감지된 컬럼토크 및 상기 계산된 보상비에 근거하여 보상된 컬럼토크를 산출하는 제어부를 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치.
A sensing unit for sensing at least one of a steering angle and an angular velocity and a column torque; And
Wherein the control unit calculates a column torque compensation ratio based on at least one of a steering angle and an angular velocity sensed through the sensing unit when steering inversion is determined based on a detection result of the sensing unit, And a controller for calculating the compensated column torque based on the calculated compensation ratio.
제 1항에 있어서,
상기 보상된 컬럼토크 산출시, 상기 제어부는 상기 감지부를 통해 감지된 컬럼토크에 상기 보상비를 곱하여 보상토크를 계산하고, 상기 컬럼토크에 상기 보상토크를 가산하여 상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치.
The method according to claim 1,
The controller calculates the compensation torque by multiplying the column torque sensed by the sensing unit by the compensation ratio and calculates the compensated column torque by adding the compensation torque to the column torque at the time of calculating the compensated column torque Wherein the power steering system comprises:
제 1항에 있어서,
상기 조타 반전 여부 판단 시, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 상기 감지된 조향각을 곱한 값이 음수인 경우, 조타 반전 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit determines that the steering angle is reversed when the detected angular velocity multiplied by the sensed steering angle is negative.
제 1항에 있어서,
상기 컬럼토크 보상비 계산 시, 상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 따른 게인값에 상기 감지된 조향각에 따른 게인값을 곱하여 상기 컬럼토크 보상비를 계산하되,
상기 각속도에 따른 게인값은 각속도가 느릴수록 더 큰 값을 가지고, 상기 조향각에 따른 게인값은 조향각이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우 0의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller calculates the column torque compensation ratio by multiplying a gain value according to the sensed angular velocity by a gain value according to the sensed steering angle at the time of calculating the column torque compensation ratio,
Wherein the gain value according to the angular velocity has a larger value as the angular velocity is slower and the gain value according to the steering angle has a value of 0 when the steering angle corresponds to a predetermined range. Device.
제어부가 감지부를 통해 조향각 및 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 감지하는 단계;
상기 제어부가 상기 감지하는 단계의 감지결과에 근거하여 조타 반전 여부를 판단하는 단계;
조타 반전 중인 경우 상기 제어부가 상기 감지된 조향각 및 각속도 중 적어도 하나에 근거하여 컬럼토크 보상비를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크와 상기 계산된 컬럼토크 보상비에 근거하여 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계를 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.
Sensing at least one of a steering angle and an angular velocity and a column torque through a sensing unit;
Determining whether the steering is reversed based on the detection result of the sensing step;
Calculating a column torque compensation ratio based on at least one of the detected steering angle and the angular velocity when the steering is inversed; And
And the controller calculates the compensated column torque based on the sensed column torque and the calculated column torque compensation ratio.
제 5항에 있어서,
상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크에 상기 계산된 컬럼토크 보상비를 곱하여 보상토크를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 감지된 컬럼토크에 상기 계산된 보상토크를 가산하여 상기 보상된 컬럼토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of calculating the compensated column torque comprises:
Calculating a compensation torque by multiplying the sensed column torque by the calculated column torque compensation ratio; And
And calculating the compensated column torque by adding the calculated compensated torque to the sensed column torque by the control unit.
제 5항에 있어서,
상기 조타 반전 여부를 판단하는 단계에서,
상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 상기 감지된 조향각을 곱한 값이 음수인 경우, 조타 반전 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.
6. The method of claim 5,
In the step of determining whether the steering is reversed,
Wherein the controller determines that the steering angle is reversed when the detected angular velocity multiplied by the sensed steering angle is a negative value.
제 5항에 있어서,
상기 컬럼토크 보상비를 계산하는 단계에서,
상기 제어부는 상기 감지된 각속도에 따른 게인값에 상기 감지된 조향각에 따른 게인값을 곱하여 상기 컬럼토크 보상비를 계산하되,
상기 각속도에 따른 게인값은 각속도가 느릴수록 더 큰 값을 가지고, 상기 조향각에 따른 게인값은 조향각이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우 0의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.6. The method of claim 5,
In the step of calculating the column torque compensation ratio,
Wherein the control unit calculates the column torque compensation ratio by multiplying a gain value according to the sensed angular velocity by a gain value according to the sensed steering angle,
Wherein the gain value according to the angular velocity has a larger value as the angular velocity is slower and the gain value according to the steering angle has a value of 0 when the steering angle corresponds to a predetermined range. Way.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170050323A (en) * 2015-10-30 2017-05-11 현대자동차주식회사 System and method for steering gear ratio compensation of motor driven power steering
CN109955899A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 现代摩比斯株式会社 Torque compensation device and method for motor driven servo steering system
US11034381B2 (en) 2017-12-07 2021-06-15 Hyundai Mobis Co., Ltd. Apparatus and method of controlling motor-driven power steering system
CN114074705A (en) * 2020-08-11 2022-02-22 长城汽车股份有限公司 Power steering control method and device and vehicle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08150946A (en) * 1994-11-28 1996-06-11 Nippon Seiko Kk Control device of motor-driven power steering device
JP2001080536A (en) * 1999-09-14 2001-03-27 Mitsubishi Electric Corp Electric power steering device, and control thereof
JP2004074984A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
JP2006290206A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Jtekt Corp Electric power steering device
KR100695425B1 (en) * 2003-02-11 2007-03-15 주식회사 만도 Restoration control method in eps system
JP2008230537A (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2009227125A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2009262652A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2014024414A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicular power steering control unit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08150946A (en) * 1994-11-28 1996-06-11 Nippon Seiko Kk Control device of motor-driven power steering device
JP2001080536A (en) * 1999-09-14 2001-03-27 Mitsubishi Electric Corp Electric power steering device, and control thereof
JP2004074984A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
KR100695425B1 (en) * 2003-02-11 2007-03-15 주식회사 만도 Restoration control method in eps system
JP2006290206A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Jtekt Corp Electric power steering device
JP2008230537A (en) * 2007-03-23 2008-10-02 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2009227125A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Mitsubishi Electric Corp Steering device for vehicle
JP2009262652A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2014024414A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicular power steering control unit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170050323A (en) * 2015-10-30 2017-05-11 현대자동차주식회사 System and method for steering gear ratio compensation of motor driven power steering
US11034381B2 (en) 2017-12-07 2021-06-15 Hyundai Mobis Co., Ltd. Apparatus and method of controlling motor-driven power steering system
CN109955899A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 现代摩比斯株式会社 Torque compensation device and method for motor driven servo steering system
CN109955899B (en) * 2017-12-22 2021-12-07 现代摩比斯株式会社 Torque compensation apparatus and method for motor-driven power steering system
US11479292B2 (en) 2017-12-22 2022-10-25 Hyundai Mobis Co., Ltd. Torque compensating apparatus and method for motor driven power steering system
CN114074705A (en) * 2020-08-11 2022-02-22 长城汽车股份有限公司 Power steering control method and device and vehicle

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