KR20170050323A - System and method for steering gear ratio compensation of motor driven power steering - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and a method for compensating a steering gear ratio of an electric power steering apparatus, capable of symmetrically compensating left and right steering gear ratios by predicting a steering gear ratio variation amount. Thus, the present invention measures a current steering gear ratio in consideration of a fact that the left steering gear ratio and the right steering gear ratio are different from each other around a gear ratio symmetry axis due to various kinds of steering factors, calculates an original steering gear ratio in accordance with a design specification, and implements gear ratio symmetry compensation regarding a difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio such that left and right steering of a steering wheel can be steadily adjusted.

Description

전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템 및 방법{System and method for steering gear ratio compensation of motor driven power steering}Technical Field [0001] The present invention relates to a steering gear ratio compensation system and method for an electric power steering apparatus,

본 발명은 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조향 기어비 변동량을 예측하여 좌우 조향 기어비 대칭 보상이 이루어질 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for compensating a steering gear ratio of an electric power steering apparatus, and more particularly, to a system and method for compensating a steering gear ratio of an electric power steering apparatus in which left and right steering gear ratio symmetry compensation can be performed by predicting a steering gear ratio variation amount .

최근에 출시되는 차량에는 주행속도에 따른 조타력을 변화시키기 위해 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)가 탑재되고 있다.Recently launched vehicles are equipped with motor driven power steering (MDPS) to change the steering force according to the driving speed.

상기 전동식 파워스티어링 장치는 차속 감응형 파워스티어링 장치로서, 전동식 파워스티어링 모듈의 ECU가 차량속도에 따라 조향각 및 모터 움직임을 제어하면서 최적의 조향감을 운전자에게 제공하는 기능을 한다.The electric power steering device is a vehicle speed responsive power steering device. The ECU of the electric power steering module functions to provide an optimum steering feeling to the driver while controlling the steering angle and motor movement according to the vehicle speed.

상기 전동식 파워스티어링 장치는 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 장치로서 첨부한 도 1에서 보듯이, 조향을 위한 동력 발생용 모터(10)와, 모터(10)의 출력축과 연결되는 동시에 스티어링 휠쪽과 연결되는 기어박스(20)와, 차속 등을 입력받아 모터의 구동을 제어하는 ECU(30)와, 기어박스(20)로부터 회전동력을 전달받아 타이어를 조향시키는 스티어링 기어부(40) 등을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus includes a power generating motor 10 for steering and an output shaft connected to the output shaft of the motor 10, An ECU 30 that receives a vehicle speed and controls the driving of the motor, a steering gear portion 40 that receives the rotational power from the gear box 20 to steer the tire, And the like.

이러한 전동식 파워스티어링 장치의 조립 과정 및 사용 과정에서, 각종 조향 인자(하드웨어 칫수, 조향 위상각, 조립각, 등)의 공차가 발생하면, 조향 기어비 대칭축이 변동되고, 이로 인하여 좌우 조타감 차이로 인한 이질감이 발생하는 문제점이 있다.When the tolerances of various steering factors (hardware dimensions, steering angle, angle of assembly, etc.) are generated in the assembling process and the use process of the electric power steering device, the symmetry axis of the steering gear ratio is varied, There is a problem that heterogeneity occurs.

이때, 상기 조향 기어비는 운전자가 스티어링 휠을 조향시켰을 때 타이어가 조향될 때까지의 스티어링 장치에 포함된 기어들의 전체 기어비를 말하고, 상기 기어비 대칭축은 도 2에서 보듯이 스티어링 휠이 중립(0°)에 있을 때 스티어링 휠을 좌측을 조향할 때 작용하는 좌측 조향 기어비과 우측으로 조향할 때 작용하는 우측 조향 기어비 간의 경계부를 말한다.In this case, the steering gear ratio refers to the total gear ratio of the gears included in the steering apparatus until the tire is steered when the driver steers the steering wheel, and the gear ratio symmetry axis indicates the steering wheel's neutral (0 °) Quot; refers to the boundary between the left steering gear ratio when steering the steering wheel to the left and the right steering gear ratio when steering to the right.

또한, 상기 기어비 대칭축이 변동되는 의미는 예를 들어, 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비와 우측 조향 기어비가 대칭을 이루는 것(도 2의 (a) 도면 참조)과 달리, 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비와 우측 조향 기어비가 위상각에 따라 비대칭을 이루게 되는 것(도 2의 (b) 참조)을 말한다.The meaning of the change in the gear ratio symmetry axis is that, for example, unlike the case where the left steering gear ratio and the right steering gear ratio are symmetric with respect to the symmetry axis of the gear ratio (see the drawing of FIG. 2A) (Refer to FIG. 2 (b)) in which the steering gear ratio and the right steering gear ratio are asymmetric with respect to the phase angle.

좀 더 상세하게는, 상기 전체 조향 기어비의 기어비 대칭축의 기준은 도 2의 (a)에서 보듯이, 스티어링 휠의 회전각 0° 근방에 있는 기어 골의 위치로 정의되며, 그 이유는 0°에서 토탈 조향기어비의 대칭을 맞추고 그 형상은 골로 맞추는 것을 목표로 하기 때문이며, 또한 기어비 대칭축이 비대칭을 이루는 것은 스티어링 휠의 회전각 0° 근방에 있는 기어 골의 위치가 가변된 것으로 정의할 수 있다.More specifically, the reference of the axis of symmetry of the gear ratio of the overall steering gear ratio is defined as the position of the gear tooth near the rotation angle of the steering wheel as shown in FIG. 2 (a) The reason why the symmetry of the total steering gear ratio is matched and the shape thereof is aimed at the goal, and the asymmetry of the gear ratio symmetry axis is defined as the position of the gear teeth near the steering wheel rotation angle 0 ° is variable.

이와 같이, 상기 기어비 대칭축이 각종 조향 인자(하드웨어 칫수, 조향 위상각, 조립각, 등)의 공차로 인하여 변동되면, 좌우 조타감 차이로 인한 이질감이 발생하는 문제점이 있다.Thus, if the gear ratio symmetry axis is varied due to the tolerances of various steering factors (hardware dimension, steering angle, angle of assembly, etc.), there is a problem of heterogeneity due to difference in steering sensation between right and left.

다시 말해서, 상기 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비와 우측 조향 기어비가 비대칭을 이루게 되면, 스티어링 휠의 중립(0°) 위치에서 조향감이 달라지게 되고, 이에 운전자는 조타감 차이로 인한 이질감을 느끼게 된다.
In other words, if the left steering gear ratio and the right steering gear ratio are asymmetric about the symmetry axis of the gear ratio , the steering feeling changes at the neutral position (0 °) of the steering wheel, and the driver feels a sense of heterogeneity do.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 각종 조타인자로 인하여 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비와 우측 조향 기어비가 달라지는 점을 감안하여 현재 조향 기어비를 계측하고, 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 계산하여, 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이에 대한 기어비 대칭 보상을 실시함으로써, 스티어링 휠의 조향감을 일정하게 조절할 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a steering angle control apparatus and a steering angle control apparatus, which measures a current steering gear ratio in consideration of a left steering gear ratio and a right steering gear ratio varying around a gear ratio symmetry axis, The present invention provides a system and method for compensating steering gear ratio of an electric power steering apparatus in which the steering feeling of a steering wheel can be controlled by calculating the original steering gear ratio according to the difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio. It has its purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향 각속도를 측정하는 조향 각속도 센서 및 모터 각속도를 측정하는 모터 위치센서; 상기 조향 각속도 센서와 모터 위치센서의 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산하고, 계산된 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 비교하여 그 차이를 구하는 조향 기어비 보상부; 및 상기 조향 기어비 보상부에서 구해진 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이를 입력받아 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 조타감 튜닝부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for compensating a steering gear ratio comprising: a steering angular velocity sensor for measuring a steering angular velocity as an input element for steering gear ratio compensation; A steering gear ratio compensator for calculating a current steering gear ratio based on the signals of the steering angular velocity sensor and the motor position sensor and comparing the calculated current steering gear ratio with the original steering gear ratio according to the design specification to obtain a difference therebetween; And a steering feeling tuning unit for receiving a difference between a current steering gear ratio and an original steering gear ratio obtained by the steering gear ratio compensator and tuning the steering feeling of the steering wheel and outputting the steering feeling; And a steering gear ratio compensating system for an electric power steering device according to the present invention.

또한, 상기 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서, 모터 토크를 측정하여 조향 기어비 보상부에 입력하는 토크센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The torque sensor further includes a torque sensor for measuring the motor torque and inputting the torque to the steering gear ratio compensator as an input element for the steering gear ratio compensation.

또한, 상기 조향 기어비 보상부는 토크센서에서 측정된 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 계산하여 조타감 튜닝부에 더 보상 입력하는 것을 특징으로 한다.The steering gear ratio compensator calculates the difference between the current motor torque measured by the torque sensor and the original motor torque according to the design specification, and further inputs compensation to the steering feeling tuning unit.

선택적으로, 상기 조타감 튜닝부는 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the steering feeling tuning unit may be configured to output the steering feeling of the steering wheel based on the difference between the current motor torque and the original motor torque according to the design specification.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향 각속도 및 모터 각속도를 측정하는 단계와; 측정된 조향 각속도 및 모터 각속도 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산한 후, 계산된 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 비교하여 그 차이를 조타감 튜닝부에 보상 입력하는 조향 기어비 보상 단계와; 조타감 튜닝부에 입력된 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 조타감 튜닝 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for compensating for a steering gear ratio comprising the steps of: measuring a steering angular velocity and a motor angular velocity as input elements for steering gear ratio compensation; A steering gear ratio compensation step of calculating a current steering gear ratio based on the measured steering angular speed and a motor angular speed signal, comparing the calculated current steering gear ratio with the original steering gear ratio according to design specifications, and compensating the difference to the steering feeling tuning part Wow; A steering feeling tuning step of tuning and outputting steering feeling of the steering wheel on the basis of the difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio input to the steering feeling tuning unit; And a steering gear ratio compensation method for an electric power steering apparatus.

또한, 상기 조향 기어비 보상 단계에서, 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 현재 모터 토크가 입력되면, 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 구하여 조타감 튜닝부에 더 보상 입력하는 것을 특징으로 한다.When the present motor torque is input as an input element for steering gear ratio compensation in the steering gear ratio compensation step, the difference between the current motor torque and the original motor torque according to the design specification is obtained and further compensated input to the steering feeling tuning unit .

선택적으로, 상기 조타감 튜닝 단계에서 조타감 튜닝부는 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
Alternatively, in the steering feeling tuning step, the steering feeling tuning unit may output the steering feeling of the steering wheel by tuning based on the difference between the present motor torque and the original motor torque according to the design specification.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

첫째, 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비 간의 차이에 대한 조향 기어비 대칭 보상을 실시하여, 스티어링휠 회전 0°에서의 조향감을 일정하게 조절할 수 있다.First, a steerable steering feeling at a steering wheel rotation of 0 ° can be adjusted uniformly by performing steering gear ratio symmetry compensation on the difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio according to design specifications.

둘째, 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 조향 기어비 대칭 보상에 더 활용하여, 스티어링휠 회전 0°에서의 조향감을 일정하게 조절할 수 있고, 그에 따라 스티어링 휠의 일정한 좌우 조타감을 제공할 수 있다.
Secondly, the difference between the present motor torque and the original motor torque according to the design specification is further utilized for the steering gear ratio symmetry compensation, so that the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° can be constantly adjusted, thereby providing a constant left / right steering feeling of the steering wheel I can do it .

도 1은 전동식 파워스티어링 장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 전동식 파워스티어링 장치의 조향 기어비 대칭축 및 이의 변동을 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템을 나타낸 구성도.
1 is a schematic view showing a configuration of an electric power steering device,
FIG. 2 is a graph showing the symmetry axis of the steering gear ratio of the electric power steering apparatus and the variation thereof,
3 is a block diagram of a steering gear ratio compensation system of an electric power steering apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템을 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram of a steering gear ratio compensation system of an electric power steering apparatus according to the present invention.

본 발명은 조향 기어비 대칭축 변동에 따라 스티어링 휠의 좌측 조향시 기어비와 우측 조향시 기어비가 비대칭인 것을 측정하여 조향 기어비 보상을 실시하고, 조향 기어비 보상에 의거 최종적으로 스티어링 휠의 조향감을 일정하게 조절할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.In the present invention, steering gear ratio compensation is performed by measuring asymmetric gear ratios at the time of steering the left side of the steering wheel according to the variation of the steering gear ratio symmetry axis and the gear ratio at the right side steering, and the steering feeling of the steering wheel is finally adjusted based on the steering gear ratio compensation There is one point to be able to do.

제1실시예First Embodiment

본 발명의 제1실시예는 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향각을 측정하는 조향 각속도 센서 및 모터 각속도를 측정하는 모터 위치센서를 이용한 점에 특징이 있다. The first embodiment of the present invention is characterized by using a steering angular velocity sensor for measuring the steering angle and a motor position sensor for measuring the angular velocity of the motor as input elements for steering gear ratio compensation.

먼저, 차량 조립 라인에서 실차 조립 완료 후, 스티어링 휠을 좌측 및 우측으로 풀턴(full turn)시켜서 스티어링 조향각 및 모터 각속도를 측정한다.First, after assembling the actual vehicle on the vehicle assembly line, the steering wheel is turned to the left and to the right to measure the steering angle and the angular velocity of the motor.

즉, 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향 각속도 센서(12)에서 각각 스티어링 휠의 조향 각속도를 측정하는 동시에 모터 위치센서(14)에서 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)를 구성하는 모터의 각속도를 측정한다.That is, as the input elements for steering gear ratio compensation, the steering angular velocity of the steering wheel is measured by the steering angular velocity sensor 12, and the motor position sensor 14 measures the steering angular velocity of the steering wheel by the motor (motor driving power steering) Is measured.

이렇게 측정된 조향 각속도 및 모터 각속도 신호는 조향 기어비 보상부(20)로 입력된다.The measured steering angular velocity and the motor angular velocity signal are inputted to the steering gear ratio compensation unit 20.

상기 조향 기어비 보상부(20)는 조향 각속도 및 모터 각속도 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산하고, 계산된 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 비교하여 그 차이를 구한다.The steering gear ratio compensation unit 20 calculates the current steering gear ratio based on the steering angular speed and the motor angular speed signal, compares the calculated current steering gear ratio with the original steering gear ratio according to the design specification, and obtains the difference.

보통, 조향 기어비는 스티어링 휠 조향각을 타이어 조향각으로 나눈 값으로 계산되지만, 타이어 조향각은 타이어 마찰력 등으로 인하여 정확하게 구하는데 어려움이 있다.Usually, the steering gear ratio is calculated as a value obtained by dividing the steering wheel steering angle by the tire steering angle, but it is difficult to accurately obtain the tire steering angle due to the friction of the tire or the like.

이에, 상기 조향 기어비 보상부(20)는 조향 각속도 및 모터 각속도 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산하되, 조향 각속도를 모터 각속도로 나눈 값으로 계산한다.The steering gear ratio compensation unit 20 calculates the current steering gear ratio based on the steering angular velocity and the motor angular velocity signal, and calculates the steering angular velocity as a value obtained by dividing the steering angular velocity by the motor angular velocity.

실제로, 스티어링 조향각을 타이어 조향각으로 나눈 조향 기어비와, 스티어링 조향 각속도를 모터 각속도로 나눈 조향 기어비를 서로 비교하면, 거의 오차없이 동일한 값을 나타낸다.Actually, when the steering gear ratio obtained by dividing the steering steering angle by the tire steering angle and the steering gear ratio by dividing the steering angular velocity by the angular velocity of the motor are compared with each other, they show almost the same value without any error.

이때, 상기 조향 기어비 보상부(20)에는 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비 즉, 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비와 우측 조향 기어비가 대칭을 이루는 조향 기어비가 데이타화 되어 미리 저장된다.At this time, the steering gear ratio compensating unit 20 stores in advance the steering gear ratio in which the left steering gear ratio and the right steering gear ratio are symmetric about the original steering gear ratio according to the design specification, that is, the symmetry axis of the gear ratio.

이에, 상기 조향 기어비 보상부(20)는 위와 같이 측정된 조향 각속도 및 모터 각속도 신호를 기반으로 계산한 현재 조향 기어비와, 미리 저장된 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 상호 비교하여 그 차이를 구한다.The steering gear ratio compensation unit 20 compares the current steering gear ratio calculated based on the measured steering angular speed and the motor angular speed signal with the originally stored steering gear ratio according to the previously stored design specification to obtain a difference therebetween.

이어서, 상기 조향 기어비 보상부(20)에서 구해진 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이가 조타감 튜닝부(30 : 예를 들어, 설계 사양 기반의 MDPS 튜닝맵)로 입력되면, 조타감 튜닝부(30)는 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력한다.Then, when the difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio obtained by the steering gear ratio compensator 20 is input to the steering feeling tuning unit 30 (for example, a MDPS tuning map based on the design specification), the steering feeling tuning unit 30) tunes the steering feeling of the steering wheel and outputs it.

따라서, 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort)을 바탕으로 전동식 스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)가 아래와 같이 작동하게 된다.Accordingly, the motorized power steering (MDPS) operates on the basis of the steering effort tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 as follows.

예를 들어, 상기 기어비 대칭축이 (-)방향으로 변동된 경우, 즉 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비가 작고, 우측 조향 기어비가 큰 경우에는 운전자가 작은 힘(작은 조타력)으로 스티어링 휠을 좌측으로 조향 가능하지만, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때는 큰 힘(큰 조타력)이 들게 된다.For example, when the gear ratio symmetry axis changes in the minus direction, that is, when the left steering gear ratio is small and the right steering gear ratio is large around the symmetry axis of the gear ratio, the driver moves the steering wheel to the left However, when the steering wheel is steered to the right side, a large force (large steering force) is applied.

결국, 상기 기어비 대칭축이 비대칭인 경우 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지게 된다.As a result, when the axis of symmetry of the gear ratio is asymmetric, the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° changes.

이에, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 저감되어 출력되고, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 증대되어 출력되도록 함으로써, 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스티어링 휠의 좌우 조타감을 일정하게 구현할 수 있다. Accordingly, when steering the steering wheel to the left, steering effort (effort, weight of the steering wheel due to the vehicle speed) tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 is reduced and output. When steering the steering wheel to the right, It is possible to prevent the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° from being changed by increasing the steering feeling weight (effort (weight of the steering wheel depending on the vehicle speed) tuned and outputted by the steering feeling tuning unit 30 and outputting it. The right and left steering feeling of the steering wheel can be constantly realized.

반면, 상기 기어비 대칭축이 (+)방향으로 변동된 경우, 즉 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향 기어비가 크고, 우측 조향 기어비가 작은 경우에는 운전자가 작은 힘(작은 조타력)으로 스티어링 휠을 우측으로 조향 가능하지만, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때는 큰 힘(큰 조타력)이 들게 된다.On the other hand, when the gear ratio symmetry axis is changed in the positive direction, that is, when the left steering gear ratio is large and the right steering gear ratio is small around the symmetry axis of the gear ratio, the driver steers the steering wheel to the right with a small force However, when steering the steering wheel to the left, there is a large force (large steering force).

이에, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 저감되어 출력되고, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 증대되어 출력되도록 함으로써, 마찬가지로 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스티어링 휠의 좌우 조타감을 일정하게 구현할 수 있다. Therefore, when the steering wheel is steered to the right, steering effort (effort, weight of the steering wheel due to vehicle speed) tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 is reduced and output. When steering the steering wheel to the left side, It is possible to prevent the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° from varying by increasing the steering feeling weight (effort (weight of the steering wheel depending on the vehicle speed) tuned and outputted by the steering feeling tuning unit 30 and outputting it. The left and right steering feel of the steering wheel can be constantly realized.

제2실시예Second Embodiment

본 발명의 제2실시예는 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)를 구성하는 모터의 토크 변화를 이용한 점에 특징이 있다. The second embodiment of the present invention is characterized in that torque variation of a motor constituting an electric motor-driven power steering (MDPS) is used as an input element for steering gear ratio compensation.

다시 말해서, 본 발명의 제2실시예는 전동식 파워스티어링 장치(MDPS)의 구성 중 모터가 운전자가 스티어링 휠을 조향시킬 때의 조타력을 보조할 때, 기어비 대칭축이 변동된 경우 좌측 조향 및 우측 조향시 모터 토크가 서로 다르게 출력되는 점을 이용하여, 조향 기어비 보상에 따른 스티어링 휠의 좌우 조타감을 일정하게 구현할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.In other words, in the second embodiment of the present invention, when the motor assists the steering force when the driver steers the steering wheel during the construction of the electric power steering system (MDPS), when the gear ratio symmetry axis is changed, The present invention is directed to a steering control apparatus for a steering control apparatus for controlling a steering angle of a steering wheel.

이를 위해, 먼저 차량 조립 라인에서 실차 조립 완료 후, 스티어링 휠을 좌측 및 우측으로 풀턴(full turn)시키는 조향시, 전동식 파워스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)를 구성하는 모터의 토크를 토크 센서(16)에서 측정한다.To accomplish this, when the steering wheel is turned to a full turn to the left and to the right after assembling the actual vehicle on the vehicle assembly line, the torque of the motor constituting the motor driven power steering (MDPS) (16).

이렇게 측정된 모터 토크는 조향 기어비 보상부(20)로 입력된다.The measured motor torque is input to the steering gear ratio compensation unit 20. [

상기 조향 기어비 보상부(20)는 모터 토크 신호를 기반으로 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 구한다.The steering gear ratio compensator 20 calculates the difference between the current motor torque and the original motor torque according to the design specification based on the motor torque signal.

이때, 상기 조향 기어비 보상부(20)에는 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 즉, 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향시 모터 토크와, 우측 조향시 모터 토크가 데이타화 되어 미리 저장된다.At this time, the steering gear ratio compensation unit 20 stores the motor torque in the leftward steering and the motor torque in the rightward steering based on the original motor torque according to the design specifications, that is, the gear ratio symmetry axis.

이에, 상기 조향 기어비 보상부(20)는 위와 같이 측정된 현재 모터 토크와, 미리 저장된 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간을 상호 비교하여 그 차이를 구한다.Accordingly, the steering gear ratio compensator 20 compares the current motor torque measured as described above with the original motor torque according to the previously stored design specification, and obtains the difference.

이어서, 상기 조향 기어비 보상부(20)에서 구해진 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이가 조타감 튜닝부(30 : 예를 들어, 설계 사양 기반의 MDPS 튜닝맵)로 입력되면, 조타감 튜닝부(30)는 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력한다.Then, when the difference between the current motor torque obtained by the steering gear ratio compensation unit 20 and the original motor torque according to the design specification is inputted to the steering feeling tuning unit 30 (for example, MDPS tuning map based on the design specification) The tuning section 30 tunes and outputs the sense of steering of the steering wheel.

따라서, 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort)을 바탕으로 전동식 스티어링 장치(MDPS: motor driven power steering)가 아래와 같이 작동하게 된다.Accordingly, the motorized power steering (MDPS) operates on the basis of the steering effort tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 as follows.

예를 들어, 상기 기어비 대칭축이 (-)방향으로 변동된 경우, 즉 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향시 모터 토크가 크고, 우측 조향시 모터 토크가 작은 경우에는 운전자가 작은 힘(작은 조타력)으로 스티어링 휠을 좌측으로 조향 가능하지만, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때는 큰 힘(큰 조타력)이 들게 된다..For example, when the gear ratio symmetry axis is changed in the (-) direction, that is, when the motor torque is large at the left steering around the gear ratio symmetry axis and the motor torque at the right steering is small, Although the steering wheel can be steered to the left side, when steering the steering wheel to the right side, there is a large force (large steering force).

결국, 상기 기어비 대칭축이 비대칭인 경우 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지게 된다.As a result, when the axis of symmetry of the gear ratio is asymmetric, the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° changes.

이에, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 저감되어 출력되고, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 증대되어 출력되도록 함으로써, 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스티어링 휠의 좌우 조타감을 일정하게 구현할 수 있다. Accordingly, when steering the steering wheel to the left, steering effort (effort, weight of the steering wheel due to the vehicle speed) tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 is reduced and output. When steering the steering wheel to the right, It is possible to prevent the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° from being changed by increasing the steering feeling weight (effort (weight of the steering wheel depending on the vehicle speed) tuned and outputted by the steering feeling tuning unit 30 and outputting it. The right and left steering feeling of the steering wheel can be constantly realized.

반면, 상기 기어비 대칭축이 (+)방향으로 변동된 경우, 즉 기어비 대칭축을 중심으로 좌측 조향시 모터 토크가 작고, 우측 조향시 모터 토크가 큰 경우에는 운전자가 작은 힘(작은 조타력)으로 스티어링 휠을 우측으로 조향 가능하지만, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때는 큰 힘(큰 조타력)이 들게 된다.On the other hand, when the gear ratio symmetrical axis is changed in the positive direction, that is, when the motor torque is small when steering leftward about the symmetry axis of the gear ratio and when the motor torque is large when steering rightward, But when the steering wheel is steered to the left side, a large force (large steering force) is applied.

이에, 스티어링 휠을 우측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 저감되어 출력되고, 스티어링 휠을 좌측으로 조향시킬 때에는 상기 조타감 튜닝부(30)에서 튜닝되어 출력되는 조타감(effort, 차속에 따른 스티어링 휠 무게감)이 증대되어 출력되도록 함으로써, 마찬가지로 스티어링 휠 회전 0°에서의 조향감이 달라지는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 스티어링 휠의 좌우 조타감을 일정하게 구현할 수 있다.
Therefore, when the steering wheel is steered to the right, steering effort (effort, weight of the steering wheel due to vehicle speed) tuned and output by the steering feeling tuning unit 30 is reduced and output. When steering the steering wheel to the left side, It is possible to prevent the steering feeling at the steering wheel rotation 0 ° from varying by increasing the steering feeling weight (effort (weight of the steering wheel depending on the vehicle speed) tuned and outputted by the steering feeling tuning unit 30 and outputting it. The left and right steering feel of the steering wheel can be constantly realized.

12 : 조향 각속도 센서 14 : 모터 위치센서
16 : 토크 센서 20 : 조향 기어비 보상부
30 : 조타감 튜닝부
12: Steering angular velocity sensor 14: Motor position sensor
16: torque sensor 20: steering gear ratio compensator
30: steering feeling tuning part

Claims (8)

조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향 각속도를 측정하는 조향 각속도 센서 및 모터 각속도를 측정하는 모터 위치센서;
상기 조향 각속도 센서와 모터 위치센서의 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산하고, 계산된 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 비교하여 그 차이를 구하는 조향 기어비 보상부; 및
상기 조향 기어비 보상부에서 구해진 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이를 입력받아 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 조타감 튜닝부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템.
A steering angular velocity sensor for measuring steering angular velocity as an input element for steering gear ratio compensation, and a motor position sensor for measuring the angular velocity of the motor;
A steering gear ratio compensator for calculating a current steering gear ratio based on the signals of the steering angular velocity sensor and the motor position sensor and comparing the calculated current steering gear ratio with the original steering gear ratio according to the design specification to obtain a difference therebetween; And
A steering feeling tuning unit that receives a difference between a current steering gear ratio and a natural steering gear ratio obtained by the steering gear ratio compensator and tunes and outputs a steering feeling of the steering wheel;
Wherein the steering gear ratio compensation system of the electric power steering apparatus comprises:
청구항 1에 있어서,
상기 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서, 모터 토크를 측정하여 조향 기어비 보상부에 입력하는 토크센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a torque sensor for measuring the motor torque and inputting the measured torque to the steering gear ratio compensator as an input element for compensating the steering gear ratio.
청구항 1에 있어서,
상기 조향 기어비 보상부는 토크센서에서 측정된 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 계산하여 조타감 튜닝부에 더 보상 입력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the steering gear ratio compensating unit calculates the difference between the current motor torque measured by the torque sensor and the original motor torque according to the design specification and further compensates the steering gear ratio to the steering feeling tuning unit.
청구항 3에 있어서,
상기 조타감 튜닝부는 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the steering feeling tuning unit tunes and outputs the sense of steering of the steering wheel on the basis of the difference between the current motor torque and the original motor torque according to the design specification.
조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 조향 각속도 및 모터 각속도를 측정하는 단계;
측정된 조향 각속도 및 모터 각속도 신호를 기반으로 현재 조향 기어비를 계산한 후, 계산된 현재 조향 기어비와 설계 사양에 따른 본래 조향 기어비를 비교하여 그 차이를 조타감 튜닝부에 보상 입력하는 조향 기어비 보상 단계; 및
조타감 튜닝부에 입력된 현재 조향 기어비와 본래 조향 기어비 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 조타감 튜닝 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 방법.
Measuring a steering angular velocity and a motor angular velocity as input elements for steering gear ratio compensation;
A steering gear ratio compensation step of calculating a current steering gear ratio based on the measured steering angular speed and a motor angular speed signal, comparing the calculated current steering gear ratio with the original steering gear ratio according to design specifications, and compensating the difference to the steering feeling tuning part ; And
A steering feeling tuning step of tuning and outputting steering feeling of the steering wheel on the basis of the difference between the current steering gear ratio and the original steering gear ratio input to the steering feeling tuning unit;
Wherein the steering gear ratio compensation method comprises the steps of:
청구항 5에 있어서,
상기 현재 조향 기어비는 측정된 조향 각속도를 모터 각속도로 나눈 값으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 방법.
The method of claim 5,
Wherein the current steering gear ratio is calculated as a value obtained by dividing the measured steering angular speed by the angular speed of the motor.
청구항 5에 있어서,
상기 조향 기어비 보상 단계에서, 조향 기어비 보상을 위한 입력요소로서 현재 모터 토크가 입력되면, 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 구하여 조타감 튜닝부에 더 보상 입력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 방법.
The method of claim 5,
Wherein when the current motor torque is inputted as an input element for steering gear ratio compensation in the steering gear ratio compensation step, the difference between the present motor torque and the original motor torque according to the design specification is obtained and further compensated input is made to the steering feeling tuning unit A method for compensating steering gear ratio of an electric power steering device.
청구항 6에 있어서,
상기 조타감 튜닝부는 현재 모터 토크와 설계 사양에 따른 본래 모터 토크 간의 차이를 기반으로 스티어링 휠의 조타감을 튜닝하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치의 조향 기어비 보상 방법.
The method of claim 6,
Wherein the steering feeling tuning unit tunes and outputs the sense of steering of the steering wheel based on the difference between the current motor torque and the original motor torque according to the design specification.
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