KR20170079750A - 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 조향 장치의 제어 장치에 관한 것으로서, 이 제어 장치는 조향 토크 신호를 미분하여 제1 보상 토크 값을 계산하고, 조향 각속도 신호를 미분한 값과 조향 각속도 값에 따라 가중치를 계산하며, 제1 보상 토크 값과 가중치를 이용하여 최종 보상 토크 값을 계산한다. 이에 따라 전동식 조향 장치의 조향감을 향상시킬 수 있다.

Description

전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법 {Control apparatus and method for electric power steering}
본 발명은 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동식 조향 장치의 조향감 개선을 위한 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 파워 조향 장치의 마찰력은 건조 마찰(Dry Friction), 정적 마찰(Static Friction), 스트리벡 마찰(Stribeck Friction), 점성 마찰(Viscous Friction) 등의 조합으로 구할 수 있다. 여기서 정적 마찰과 건조 마찰은 스트리벡 효과에 의해 비선형 마찰 특성을 갖게 되는데, 이로 인하여 운전자의 조향 토크 입력 시나 조향 방향 전환 시 등 조향 각속도가 제로 근처에서는 큰 마찰력을 가지며, 조향 각속도가 증가하면서 정적 마찰력이 지수적으로 감소하게 된다.
이러한 비선형 특성을 갖는 정적 마찰력은 운전자의 조향 휠 반전 시 걸림감으로 나타나게 되는데, 이는 전동식 조향 장치의 조향감을 떨어뜨리는 주요한 원인이 된다.
비선형 정적 마찰 모델을 사용하여 보상 로직을 설계함에 있어서 로직을 구성하는 방정식의 파라미터 값들에 대한 정확한 측정이 어렵고 수식이 복잡하여 구현이 어렵다. 또한 디지털 필터를 사용하여 조향 토크 신호의 특정 성분을 추출하는 경우 대역 통과 필터로 모든 토크 리플 성분을 제거하기 어려운 문제도 있다. 이 경우 저역 통과 필터를 사용하게 되면 정적 마찰 보상 시점에서 보상 토크의 위상이 지연되어 원하는 성능을 충족하기 어렵다.
공개특허공보 10-2015-0025639
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복잡한 정적 마찰 모델을 사용하지 않으면서도 조향 토크 입력 시나 조향 방향 전환 시 전동식 조향 장치의 조향감을 개선시킬 수 있는 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치는, 조향 토크 신호를 미분하여 제1 보상 토크 값을 계산하고, 조향 각속도 신호를 미분한 값과 조향 각속도 값에 따라 가중치를 계산하며, 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 이용하여 최종 보상 토크 값을 계산하는 신호 처리부, 그리고 상기 최종 보상 토크 값에 따라 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부를 포함한다.
상기 신호 처리부는, 상기 조향 토크 신호를 미분하는 제1 미분기, 상기 조향 각속도 신호를 미분하는 제2 미분기, 상기 제2 미분기의 출력 신호와 상기 조향 각속도 값에 따라 상기 가중치를 계산하는 가중 함수 연산기, 그리고 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 곱하여 제2 보상 토크 값을 계산하는 제1 곱셈기를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하는 퍼지 제어기를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 제1 보상 토크 값, 상기 가중치 및 상기 퍼지 제어기의 출력 값을 곱하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 조향 토크 신호의 영교차 시점부터 다음 영교차 시점까지의 시간을 측정하고 상기 측겅된 시간과 미리 설정된 시간을 비교하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산할 수 있다.
상기 가중치는 다음 수식으로 계산되며,
Figure pat00001
상기 abs는 절대값을 취하는 함수이고, 상기 sat는 -1과 1 사이의 값이 입력되면 그 값 그대로 출력하고 -1 이하의 값이 입력되면 -1을 출력하고 1 이상의 값이 입력되면 1을 출력하는 포화함수이며, 상기 SWS는 조향 각속도 값이고, 상기 이득은 상기 조향 각속도에 따라 설정할 수 있는 값이며, 상기 LPF는 저역 통과 필터일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법은, 조향 토크 신호를 미분하여 제1 보상 토크 값을 계산하는 단계, 조향 각속도 신호를 미분한 값과 조향 각속도 값에 따라 가중치를 계산하는 단계, 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 이용하여 최종 보상 토크 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 최종 보상 토크 값에 따라 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계를 포함한다.
상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 최종 보상 토크 값은 상기 제1 보상 토크 값, 상기 가중치 및 상기 퍼지 제어 수행 결과 값을 곱한 값일 수 있다.
상기 조향 토크 신호의 영교차 시점부터 다음 영교차 시점까지의 시간을 측정하고 상기 측겅된 시간과 미리 설정된 시간을 비교하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복잡한 정적 마찰 모델을 사용하지 않으면서도 조향 토크 입력 시나 조향 휠의 방향 전환 시 조향 휠의 걸림감을 없애 전동식 조향 장치의 조향감을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 정적 마찰 보상을 위한 대역 통과 필터나 저역 통과 필터를 채용하지 않으므로 이들을 채용할 때 발생하는 토크 리플 문제와 보상 토크의 위상 지연 문제가 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부가 적용되지 않은 경우의 조향 토크를 도시한 파형도이다.
도 3은 도 1에 도시한 제어 장치의 신호 처리부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시한 신호 처리부의 가중 함수 연산기의 이득을 예시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 7은 도 3에 도시한 신호 처리부의 퍼지 제어기의 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시한 퍼지 제어기의 퍼지 룰을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치를 도시한 블록도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치(10)는 신호 처리부(300)와 제어부(400)를 포함하며, 전동식 조향 장치의 토크 센서(100)와 조향 각 센서(200)로부터 조향 토크 신호 및 조향 각 신호를 각각 받아 적절한 신호 처리 및 제어를 통하여 전동식 조향 장치의 모터(500)를 구동한다.
토크 센서(100)는 운전자가 조향 휠(도시하지 않음)을 회전시킴에 따라 생성되는 조향 토크를 감지하여 조향 토크 신호를 제공한다.
조향 각 센서(200)는 조향 휠의 회전에 따른 조향 각을 감지하여 조향 각 신호를 제공한다. 이와 달리 전동식 조향 장치에서 조향 각 센서(200) 대신에 조향 각속도 센서가 구비되어 조향 각속도 신호가 제공될 수도 있다.
신호 처리부(300)는 조향 토크 신호 및 조향 각 신호를 받아 전동식 조향 장치의 전체 시스템과 차량의 동적 거동을 안정화시키는 신호 처리를 수행한다. 특히, 신호 처리부(300)는 조향감을 저해시키는 물리적 특성들 중 정적 마찰력을 보상할 수 있는 신호 처리를 수행하며, 이를 위하여 조향 토크에 포함되어 있는 정적 마찰 성분을 적절히 보상한 보상 토크 신호를 생성하여 제어부(400)에 제공한다.
제어부(400)는 신호 처리부(300)로부터의 보상 토크 신호를 이용하여 모터(500) 구동을 위한 보조 토크 신호를 생성하고, 모터(500)를 동작시키기 위한 알고리즘을 수행하며 전동식 조향 장치의 각종 드라이버를 제어한다.
모터(500)는 전동식 조향 장치의 기구부(도시하지 않음)에 보조 토크를 전달하여 운전자의 조향을 도와준다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 조향 토크를 보상하기 위한 신호 처리부를 설명하기에 앞서 전동식 조향 장치의 조향 토크에 대하여 도 2를 참고하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부가 적용되지 않은 경우의 조향 토크(SWT)를 도시한 파형도이다. 즉, 전동식 조향 장치가 장착된 차량에서 본 발명의 실시예에 따른 정적 마찰 보상이 이루어지지 않은 경우의 조향 토크(SWT)를 도시한 파형도이다.
도 2의 A 영역은 조향 휠 반전 시 비선형 정적 마찰력이 급격히 증가하는 영역이다. 즉, 조향 휠의 방향 역전 시 순간적으로 운전자의 조향 토크 신호는 역전되고, 조향 각속도가 낮은 구간에서의 에퍼트(Effort)는 정적 마찰력에 의해 급격히 증가한다. 이후 조향 각속도가 증가함에 따라 에퍼트의 크기는 스트리벡 마찰이 영향을 미치는 구간 내에서 지수적으로 감소하고 그 이후부터 조향 토크 신호는 운전자의 입력을 따르게 된다.
그러면 이러한 비선형 정적 마찰력에 의한 조향 토크 신호를 보상하여 조향감을 향상시킬 수 있는 신호 처리부(300)에 대하여 도 3을 참고하여 좀 더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 블록도이다.
신호 처리부(300)는 제1 및 제2 미분기(310, 320), 가중 함수 연산기(330), 저역 통과 필터(340), 퍼지 제어기(350), 제1 및 제2 곱셈기(360, 380), 그리고 시간 연산기(370)를 포함한다.
제1 미분기(310)는 조향 각속도 신호를 미분한다. 조향 각속도 신호는 조향 각 신호를 미분하여 얻을 수 있으나, 조향 각속도 센서가 구비된 경우에는 조향 각속도 신호를 직접 이용할 수도 있다.
제2 미분기(320)는 조향 토크 신호를 미분한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부(300)는 운전자의 조향 토크 피드백 신호를 미분한 값을 이용하여 기본적인 정적 마찰 보상을 위한 신호 처리를 수행한다. 조향 토크 신호의 미분 값을 이용하면 조향 휠이 반전되는 순간을 알 수 있으므로 조향 토크 신호의 반전 시 나타나는 정적 마찰 특성을 보상할 수 있다.
다음 [수학식 1]은 조향 토크 신호(SWT)를 미분하고 미분 잡음을 제거하기 위해 저역 통과 필터(LPF, 340)를 사용한 값을 제1 보상 토크 값(Compensation_Torque_1)으로 정의한 수식이다. 이 때, 저역 통과 필터의 차단 주파수는 최종 정적 마찰 보상 토크 성분의 위상 응답 특성을 고려해 적절히 정할 수 있다. 다만 저역 통과 필터(340)는 선택적인 요소로 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 저역 통과 필터(340) 대신 4차 이상의 대역 통과 필터를 사용할 수도 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도이다. 도 4에 도시한 것처럼 제1 보상 토크 값은 불필요한 정적 마찰 보상 토크 성분(D 영역)을 포함한다. 따라서 전동식 조향 장치의 정적 마찰 보상 토크를 보상하기 위해서 D 영역의 토크 성분을 제거하고 D 영역을 제외한 토크 성분을 증폭할 필요가 있다. 특히, 토크 성분 증폭의 경우 정적 마찰 특성을 고려하면 조향 각속도에 반비례하도록 정적 마찰 보상 토크를 만들 필요가 있다.
이러한 역할을 하도록 가중 함수 연산기(330)는 다음 [수학식 2]와 같이 가중치를 계산한다.
[수학식 2]
Figure pat00003
여기서 abs는 절대값을 취하는 함수이고, sat는 -1과 1 사이의 값이 입력되면 그 값 그대로 출력하고 -1 이하의 값이 입력되면 -1을 출력하고 1 이상의 값이 입력되면 1을 출력하는 포화 함수(saturation function)이며, SWS는 조향 각속도 값이다. 이득(Gain)은 도 5에 예를 들어 도시한 것과 같이 조향 각속도(SWS)에 따라 설정할 수 있는 값으로서, 예를 들어, 조향 각속도 100 (degree/sec) 간격으로 설정할 수 있으며, 포화 함수의 분모 성분이 일정한 크기가 되도록 설정함으로써 가중 함수 연산기(330)의 출력 값(Weight Value)이 조향 각속도에 큰 영향을 받지 않도록 하는 것이 좋다.
가중 함수 연산기(330)에서 조향 각속도(SWS)를 미분한 값을 사용함으로써 조향 각속도가 영인 부근에서 가중치가 큰 값을 가지도록 할 수 있으며, 따라서 조향 각속도가 영인 부근에서 최대가 되는 정적 마찰력을 적절히 보상할 수 있다.
제1 곱셈기(360)는 제1 보상 토크 값과 가중치를 곱하여 제2 보상 토크 값을 생성한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도이다. 도 6에 제1 보상 토크 파형(SWT_DOT)과 가중 함수 연산기(330)의 출력 파형이 함께 도시되어 있다. 이 두 값을 곱하여 제2 보상 토크 값을 생성하더라도 도 6에 도시되어 있는 것처럼 E 영역(Region E)의 불필요한 보상 토크 성분이 포함되어 있다.
도 7은 도 2에 도시한 신호 처리부의 퍼지 제어기의 블록도이다.
퍼지 제어기(350)는 제1 보상 토크 값과 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하여 퍼지 출력 값을 계산하며, 이 퍼지 출력 값을 이용하여 제2 보상 토크 값에서 불필요한 정적 마찰 보상 토크 성분을 제거하고, 필요한 마찰 보상 토크 값을 증폭한다.
퍼지 제어기(350)는 가중 함수 연산기(330)의 출력과 제1 보상 토크 값을 입력 받아 퍼지화하는 퍼지화부(351), 퍼지 규칙을 저장하고 있는 룰 베이스(355), 퍼지화된 입력 값을 룰 베이스(355)를 이용하여 추론하는 퍼지 추론부(353), 그리고 추론된 결과 값을 비퍼지 값으로 변환하는 비퍼지화부(357)를 포함한다.
퍼지 제어기(350)는 비퍼지화 기법 중 COG(Center of Gravity) 기법을 사용할 수 있으며, 입/출력 멤버십 함수로서 [수학식 3]과 같은 가우시안 함수를 사용할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00004
가중 함수 연산기(330)의 출력 값에 대한 멤버십 함수는 다음과 같다.
Figure pat00005
제1 보상 토크 값에 대한 멤버십 함수는 다음과 같다.
Figure pat00006
퍼지 제어기(350)의 두 입력 멤버십 함수에 대응되는 2차원 출력 퍼지 규칙을 다음과 같이 설정할 수 있으며, 조향 휠 반전 시 정적 마찰력이 집중되는 구간에서 정적 마찰 특성이 보상되도록 퍼지 제어기(350)의 출력을 생성할 수 있다. 이러한 퍼지 규칙은 도 8에 3차원 그래프로 표현되어 있다.
Figure pat00007
다시 도 3을 참고하면, 제2 곱셈기(380)는 제2 보상 토크 값, 퍼지 제어기(350)의 출력 값 및 시간 연산기(370)의 출력 값을 곱하여 최종 정적 마찰 보상 토크 값을 계산한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 과정의 출력 파형을 도시한 파형도로서, 시뮬레이션을 통하여 퍼지 제어기(350)의 적용 전후를 비교한 파형도이다. 도 6 및 도 9를 참고하면 퍼지 제어기(350)가 적용되기 전의 제2 보상 토크는 영역 E에서 불필요한 토크 성분을 가지고 있으나 퍼지 제어기(350)가 적용된 보상 토크는 이러한 불필요한 토크 성분이 효과적으로 제거되어 있음을 알 수 있다.
한편 조향 토크의 영교차(zero crossing)가 짧은 시간 동안에 반복하여 일어나면 조향 각속도가 증가하는 영역에서는 제2 보상 토크 값 및 퍼지 제어기(350)의 출력 값에 의해 진동 및 소음이 발생할 수 있다.
시간 연산기(370)는 조향 토크 값이 영교차 되는 시점에서 다음 영교차 되는 시점까지의 시간(드웰 타임)을 측정하고 드웰 타임이 미리 설정된 시간(예를 들면 0.05초) 이상이 될 때 조향 각속도와 조향 토크에 대해 정적 마찰 보상 신호 처리가 수행되도록 한다. 즉, 시간 연산기(370)는 드웰 타임이 0.05초 미만이면 0을 출력하고 0.05초 이상이면 1을 출력하여 제2 곱셈기(380)에 의하여 드웰 타임이 0.05초 미만이면 보상 토크 값은 0이 되고, 드웰 타임이 0.05초 이상이면 보상 토크 값은 제2 보상 토크 값과 퍼지 제어기(350)의 출력 값을 곱한 값이 된다. 이와 같이 시간 연산기(370)에 의하면 조향 토크의 영교차가 짧은 구간에서 제2 보상 토크 값 및 퍼지 제어기(350)의 출력 값에 의해 발생할 수 있는 진동 및 소음을 방지할 수 있다.
한편 지금까지 제1 및 제2 곱셈기(360, 380)가 분리되어 있는 것으로 설명했지만 결과적으로 가중 함수 연산기(330), 저역 통과 필터(340), 퍼지 제어기(350) 및 시간 연산기(370)의 출력 값이 곱해져 보상 토크 값이 계산되므로 제1 및 제2 곱셈기(360, 380)는 하나의 곱셈기로 설계될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부의 신호 처리 방법에 대하여 도 10을 참고하여 설명한다. 다만 앞선 실시예의 전동식 조향 장치의 제어 장치(10)에 대하여 설명한 내용과 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부(300)는 토크 센서(100)로부터 입력된 조향 토크 신호를 미분한 후 저역 통과 필터를 이용하여 미분 잡음을 제거하여 제1 보상 토크 값을 계산한다(S110). 여기서 저역 통과 필터는 필수적인 것은 아니며 선택적으로 적용할 수 있다.
신호 처리부(300)는 조향각 센서(200) 또는 조향 각속도 센서로부터 얻을 수 있는 조향 각속도 신호를 미분하고 [수학식 2]와 같은 처리를 수행하여 가중치를 계산한다(S120). 그런 후 제1 보상 토크 값과 가중치를 곱하여 제2 보상 토크 값을 계산한다(S130).
신호 처리부(300)는 제1 보상 토크 값과 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하여 퍼지 출력 값을 계산한다(S140). 또한 조향 토크 값이 영교차 되는 시점에서 다음 영교차 되는 시점까지의 시간(드웰 타임)을 측정하고 드웰 타임과 미리 설정된 시간과 비교하여 비교 결과에 따라 0 또는 1을 출력한다(S150). 그런 후 제2 보상 토크 값, 퍼지 출력 값과 드웰 타임 연산 결과 값을 곱하여 최종 보상 토크 값을 계산한다(S160).
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 전동식 조향 장치의 제어 장치
100: 토크 센서
200: 조향각 센서
300: 신호 처리부
310, 320: 미분기
330: 가중 함수 연산기
340: 저역 통과 필터
350: 퍼지 제어기
360, 380: 곱셈기
370: 시간 연산기
400: 제어부
500: 모터

Claims (11)

  1. 조향 토크 신호를 미분하여 제1 보상 토크 값을 계산하고, 조향 각속도 신호를 미분한 값과 조향 각속도 값에 따라 가중치를 계산하며, 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 이용하여 최종 보상 토크 값을 계산하는 신호 처리부, 그리고
    상기 최종 보상 토크 값에 따라 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부
    를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 조향 토크 신호를 미분하는 제1 미분기,
    상기 조향 각속도 신호를 미분하는 제2 미분기,
    상기 제2 미분기의 출력 신호와 상기 조향 각속도 값에 따라 상기 가중치를 계산하는 가중 함수 연산기, 그리고
    상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 곱하여 제2 보상 토크 값을 계산하는 제1 곱셈기
    를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 신호 처리부는 상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하는 퍼지 제어기를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 신호 처리부는 상기 제1 보상 토크 값, 상기 가중치 및 상기 퍼지 제어기의 출력 값을 곱하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 신호 처리부는 상기 조향 토크 신호의 영교차 시점부터 다음 영교차 시점까지의 시간을 측정하고 상기 측겅된 시간과 미리 설정된 시간을 비교하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 가중치는 다음 수식으로 계산되며,
    Figure pat00008

    상기 abs는 절대값을 취하는 함수이고, 상기 sat는 -1과 1 사이의 값이 입력되면 그 값 그대로 출력하고 -1 이하의 값이 입력되면 -1을 출력하고 1 이상의 값이 입력되면 1을 출력하는 포화함수이며, 상기 SWS는 조향 각속도 값이고, 상기 이득은 상기 조향 각속도에 따라 설정할 수 있는 값이며, 상기 LPF는 저역 통과 필터인
    전동식 조향 장치의 제어 장치.
  7. 조향 토크 신호를 미분하여 제1 보상 토크 값을 계산하는 단계,
    조향 각속도 신호를 미분한 값과 조향 각속도 값에 따라 가중치를 계산하는 단계,
    상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 이용하여 최종 보상 토크 값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 최종 보상 토크 값에 따라 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계
    를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 보상 토크 값과 상기 가중치를 입력 받아 퍼지 제어 알고리즘에 따라 퍼지 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 최종 보상 토크 값은 상기 제1 보상 토크 값, 상기 가중치 및 상기 퍼지 제어 수행 결과 값을 곱한 값인 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 조향 토크 신호의 영교차 시점부터 다음 영교차 시점까지의 시간을 측정하고 상기 측겅된 시간과 미리 설정된 시간을 비교하여 상기 최종 보상 토크 값을 계산하는 단계를 더 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  11. 제7항에서,
    상기 가중치는 다음 수식으로 계산되며,
    Figure pat00009

    상기 abs는 절대값을 취하는 함수이고, 상기 sat는 -1과 1 사이의 값이 입력되면 그 값 그대로 출력하고 -1 이하의 값이 입력되면 -1을 출력하고 1 이상의 값이 입력되면 1을 출력하는 포화함수이며, 상기 SWS는 조향 각속도 값이고, 상기 이득은 상기 조향 각속도에 따라 설정할 수 있는 값이며, 상기 LPF는 저역 통과 필터인
    전동식 조향 장치의 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102156259B1 (ko) * 2020-01-08 2020-09-15 이래에이엠에스 주식회사 전동 파워 스티어링 시스템
GB2583342B (en) * 2019-04-23 2023-09-13 Trw Ltd Electrical power steering system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109240088A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 闽江学院 一种电力网络通信延时的估计与补偿有限时间控制方法
CN109240088B (zh) * 2018-10-24 2020-04-10 闽江学院 一种电力网络通信延时的估计与补偿有限时间控制方法
GB2583342B (en) * 2019-04-23 2023-09-13 Trw Ltd Electrical power steering system
KR102156259B1 (ko) * 2020-01-08 2020-09-15 이래에이엠에스 주식회사 전동 파워 스티어링 시스템
WO2021141436A1 (ko) * 2020-01-08 2021-07-15 이래에이엠에스 주식회사 전동 파워 스티어링 시스템

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