KR20190010787A - 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터에 흐르는 전류를 검출하여 모터 전류 신호를 출력하는 모터 전류 센서, 및 모터 전류 센서로부터 입력받은 모터 전류 신호에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호를 추출하고, MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호를 추출된 외란 신호를 이용하여 역보상하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING DISTURBANCE OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외란으로 인한 스티어링 진동을 저감시키기 위한 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 전동식 파워 스티어링 시스템(이하 MDPS: Motor Driven Power Steering)은 차량 조향 시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 통해 제공함으로서 조향을 용이하게 하는 장치이다.
MDPS 시스템은 조향휠에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크 센서, 조향휠의 조향각 또는 조향각속도를 측정하는 조향각 센서, 및 차속을 측정하는 차속 센서 등을 통해 차량의 주행 조건을 판단하고, 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 조향토크에 근거하여 전동모터를 통해 보조토크를 제공한다.
이러한 MDPS를 장착한 차량의 조향장치에는 다양한 종류의 진동이 발생할 수 있다. 조향장치에 발생하는 진동에는 노면 상황에 의한 진동 뿐만 아니라 차체 또는 마운팅계의 구조, 바퀴의 균형 불량 등으로 인하여 바퀴의 회전 방향 및 반경 방향으로 발생하는 다양한 진동이 포함될 수 있으며, 쉬미(Shimmy) 진동 및 브레이크 저더(Brake Judder)가 이에 포함될 수 있다. 쉬미 진동이란 바퀴의 균형 불량으로 인해 특정 차속 범위에서 스티어링 휠이 회전 방향으로 불안정하게 진동하는 현상을 말하며, 브레이크 저더란 브레이크 디스크의 편심이나 변형 등으로 인해 브레이크 조작 시 발생하는 진동을 말한다. 이러한 쉬미 진동이나 브레이크 저더는 타이로드, 랙바 및 컬럼 샤프트를 통해 스티어링 휠로 전달되기 때문에 운전자의 조향감 및 주행 안전성이 저하되는 문제점이 존재한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0029890호(2010.03.18 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 스티어링 계의 진동을 저감하기 위한 기구적인 장치 없이 스티어링 진동 저감 로직만을 통해 외란 성분을 제거함으로써, 운전자의 조향감을 향상시키고 주행 안정성을 확보하기 위한 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치는, MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터에 흐르는 전류를 검출하여 모터 전류 신호를 출력하는 모터 전류 센서, 및 상기 모터 전류 센서로부터 입력받은 모터 전류 신호에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호를 추출하고, 상기 MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호를 상기 추출된 외란 신호를 이용하여 역보상하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 밴드 패스 필터의 중심주파수 및 대역폭을 각각 차속 및 각속도 정보에 따라 가변적으로 결정하여 상기 외란 신호를 추출하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 각속도 정보에 근거하여 결정되는 각속도 게인, 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인, 및 차속에 근거하여 결정되는 차속 게인 중 하나 이상을 이용하여 상기 외란 신호를 보상하고, 상기 전류 지령 신호에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 상기 전류 지령 신호를 역보상하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법은, 제어부가, MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터에 흐르는 전류를 검출하는 모터 전류 센서로부터 모터 전류 신호를 입력받는 단계, 상기 제어부가, 상기 입력받은 모터 전류 신호에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호를 추출하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호를 상기 추출된 외란 신호를 이용하여 역보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 외란 신호를 추출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 밴드 패스 필터의 중심주파수 및 대역폭을 각각 차속 및 각속도 정보에 따라 가변적으로 결정하여 상기 외란 신호를 추출하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 역보상하는 단계에서, 상기 제어부는, 각속도 정보에 근거하여 결정되는 각속도 게인, 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인, 및 차속에 근거하여 결정되는 차속 게인 중 하나 이상을 이용하여 상기 외란 신호를 보상하고, 상기 전류 지령 신호에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 상기 전류 지령 신호를 역보상하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 스티어링 계의 진동을 저감하기 위한 기구적인 장치 없이 소정의 로직만을 통해 외란 성분을 제거함으로써 부품 수 감소에 따른 비용절감, MDPS 시스템의 단순화, 및 중량절감에 따른 연비 효율 향상을 달성할 수 있고, 운전자의 조향감을 향상시킴으로써 주행 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치 및 방법의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치는 모터 전류 센서(10), 주행정보 검출부(20) 및 제어부(30)를 포함할 수 있고, 제어부(30)는 외란 신호 추출부(31), 중심주파수 결정부(32), 대역폭 결정부(33), 각속도 게인 결정부(34), 컬럼토크 게인 결정부(35) 및 차속 게인 결정부(36)를 포함할 수 있다.
모터 전류 센서(10)는 MDPS 모터에 흐르는 전류를 검출하여 모터 전류 신호(Isen)를 후술할 제어부(30)로 출력할 수 있다. 모터 전류 센서(10)로부터 출력되는 모터 전류 신호(Isen)에는 바퀴의 불균형으로 인한 쉬미 진동, 또는 브레이크 디스크의 편심이나 변형으로 인한 브레이크 저더와 같은 외란 성분이 반영되어 있다. 이러한 외란 성분은 제어부(30)에 의해 밴드 패스 필터링되어 추출될 수 있으며, 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
주행정보 검출부(20)는 차량의 주행정보를 검출하여 제어부(30)로 전달할 수 있으며, 본 실시예에서 차량의 주행정보는 조향각속도(ωs) 및 모터각속도(ωm) 중 어느 하나를 포함하는 각속도 정보(ω), 컬럼토크(T) 및 차속(V)을 포함할 수 있다. 이를 위해 주행정보 검출부(20)는 조향휠의 조향각속도(ωs)를 검출하는 조향각 센서(조향각 센서는 광센서를 포함하여 조향각속도를 검출할 수도 있고, 조향각을 측정하여 시간에 대하여 미분함으로써 조향각속도를 검출할 수도 있다.), MDPS의 모터각을 검출하는 모터각센서(주행정보 검출부(20)는 MDPS 모터의 모터각(즉, 회전 변위)을 획득하여 시간에 대하여 미분함으로써 모터각속도를 검출할 수 있다.), 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 컬럼토크(T)를 검출하는 컬럼토크 센서, 및 차량의 차속(V)을 검출하는 차속 센서(이상 미도시)를 포함할 수 있다. 주행정보 검출부(20)에 의해 검출된 주행정보는 후술할 것과 같이 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)을 결정하는데 사용될 수 있으며, 또한 모터 전류 신호(Isen)로부터 추출된 외란 신호(IDisturb)를 보상하기 위한 각 게인(Gω, GT, GV)을 결정하는데 사용될 수 있다. 후술할 것과 같이 본 실시예의 대역폭 결정부(33) 및 각속도 게인 결정부(34)는 조향각속도(ωs) 및 모터각속도(ωm) 중 어느 하나에 근거하여 각각 대역폭(BW) 및 각속도 게인(Gw)을 결정할 수 있으며, 이하에서 표기하는 각속도 정보(ω)는 조향각속도(ωs) 및 모터각속도(ωm) 중 어느 하나의 값을 갖는 것으로 설명한다.
제어부(30)는 모터 전류 센서(10)로부터 입력받은 모터 전류 신호(Isen)에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호(IDisturb)를 추출하고, MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호(Iref)를 추출된 외란 신호(IDisturb)를 이용하여 역보상할 수 있다.
이하에서는 모터 전류 신호(Isen)로부터 외란 신호(IDisturb)를 추출하여 전류 지령 신호(Iref)를 역보상하는 제어부(30)의 동작을 그 하위 구성을 통해 구체적으로 설명한다.
외란 신호 추출부(31)는 모터 전류 센서(10)로부터 입력받은 모터 전류 신호(Isen)에 밴드 패스 필터를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호(IDisturb)를 추출할 수 있다. 쉬미 진동 및 브레이크 저더와 같은, 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동은 그 주파수 대역이 대략 10Hz 내지 20Hz이기 때문에, 외란 신호 추출부(31)는 상기 주파수 대역에 존재하는 외란 신호(IDisturb)를 소정의 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)을 갖는 밴드 패스 필터를 통해 추출할 수 있다.
이때, 제어부(30)는 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)을 각각 차량의 차속(V) 및 각속도 정보(ω)에 따라 가변적으로 결정하여 외란 신호(IDisturb)를 추출할 수 있으며, 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)은 중심주파수 결정부(32) 및 대역폭 결정부(33)에 의해 각각 가변적으로 결정될 수 있다. 각속도 정보(ω)가 조향휠의 조향각속도(ωs) 및 MDPS 모터의 모터각속도(ωm) 중 어느 하나를 포함할 수 있음은 전술한 것과 같다.
구체적으로, 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동의 주파수는 10Hz 내지 20Hz의 범위에서 차속에 비례하는 경향을 가지며, 이에 따라 중심주파수 결정부(32)는 차속 센서로부터 입력받은 차속(V)에 근거하여 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC)를 결정할 수 있다. 중심주파수 결정부(32)는 차속(V)에 대한 중심주파수(ωC)를 미리 설정된 차속 - 중심주파수 관계 정보로부터 추출하여 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC)를 결정할 수 있다. 차속 - 중심주파수 관계 정보는 차속(V)과 중심주파수(ωC) 간의 매핑 정보, 룩업테이블, 또는 차속에 대한 중심주파수의 함수 등 다양한 방식으로 설계되어 중심주파수 결정부(32)에 미리 설정되어 있을 수 있으며, 차속(V)과 중심주파수(ωC)가 비례하는 값을 갖도록 설정되어 있을 수 있으나 이에 한정되지 않고 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계될 수 있다.
또한, 모터 전류 신호(Isen)로부터 외란 신호(IDisturb)를 추출할 때, 운전자의 조향에 따른 조향각속도 성분이 외란 성분으로 추출되는 것을 방지하기 위해 밴드 패스 필터의 대역폭(BW)을 조절할 필요가 있다. 즉, 후술할 것과 같이 전류 지령 신호(Iref)는 외란 신호(IDisturb)가 감산되어 역보상되므로, 외란 신호(IDisturb)에 운전자의 조향각속도 성분이 포함되는 경우, 전류 지령 신호(Iref)에 반영된 운전자의 조향각속도 성분도 제거되어 운전자의 조향감이 저하되는 문제점이 발생한다. 따라서, 모터 전류 신호(Isen)로부터 운전자의 조향에 따른 조향각속도 성분이 외란 성분으로 추출되는 것을 방지할 필요가 있으며, 이를 위해 대역폭 결정부(33)는 주행정보 검출부(20)로부터 입력받은 각속도 정보(ω)에 근거하여 운전자의 조향각속도 및 대역폭(BW)이 중첩되지 않도록 밴드 패스 필터의 대역폭(BW)을 결정할 수 있다. 대역폭 결정부(33)는 각속도 정보(ω)에 대한 대역폭(BW)을 미리 설정된 각속도 - 대역폭 관계 정보로부터 추출하여 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC)를 결정할 수 있으며, 각속도 - 대역폭 관계 정보는 각속도 정보(ω)와 대역폭(BW) 간의 매핑 정보, 룩업테이블, 또는 각속도 정보에 대한 대역폭의 함수 등 다양한 방식으로 설계되어 대역폭 결정부(33)에 미리 설정되어 있을 수 있다.
이에 따라 외란 신호 추출부(31)는 중심주파수 결정부(32) 및 대역폭 결정부(33)로부터 각각 입력받은 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)을 갖는 밴드 패스 필터를 통해 모터 전류 신호(Isen)로부터 외란 신호(IDisturb)를 추출할 수 있다.
외란 신호 추출부(31)에 의해 외란 신호(IDisturb)가 추출된 경우, MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호(Iref)에서 상기 추출된 외란 신호(IDisturb)를 감산하여 전류 지령 신호(Iref)를 역보상할 수도 있으나, 본 실시예에서 제어부(30)는 각속도 정보(ω)에 근거하여 결정되는 각속도 게인(Gω), 조향축에 인가되는 컬럼토크(T)에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인(GT), 및 차량의 차속(V)에 근거하여 결정되는 차속 게인(GV) 중 하나 이상을 이용하여 외란 신호(IDisturb)를 보상하고, MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호(Iref)에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 전류 지령 신호(Iref)를 역보상할 수 있다.
구체적으로, 각속도 정보(ω)가 일정 값 이상에서 그 값이 증가할수록 운전자가 조향휠을 통해 느끼는 스티어링 진동은 상대적으로 작은 값을 갖게 되므로, 제어부(30)는 외란 신호(IDisturb)에 더 낮은 게인을 적용하여 외란 신호(IDisturb)의 크기를 감소시킴으로써 전류 지령 신호(Iref)의 역보상량을 감소시킬 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 것과 같이 각속도 정보(ω)가 기준치 이하인 범위에서는 일정한 값으로 유지되고, 기준치를 초과하는 범위에서는 각속도 정보(ω)가 증가함에 따라 비례적으로 감소하는 각속도 게인(Gω)을 각속도 게인 결정부(34)를 통해 결정하고 외란 신호(IDisturb)에 적용함으로써 외란 신호(IDisturb)의 크기를 조절할 수 있다. 이를 위해 각속도 게인 결정부(34)는 각속도 정보(ω)에 대한 각속도 게인(Gω)을 미리 설정된 각속도 - 게인 관계 정보로부터 추출하는 방식을 이용하여 각속도 게인(Gω)을 결정할 수 있으며, 각속도 - 게인 관계 정보는 각속도 정보(ω)와 각속도 게인(Gω) 간의 매핑 정보, 룩업테이블, 또는 각속도 정보에 대한 각속도 게인의 함수 등 다양한 방식으로 설계되어 각속도 게인 결정부(34)에 미리 설정되어 있을 수 있다. 한편, 도 1의 각속도 게인 결정부(34)에 도시된 그래프는 일 예시일 뿐, 각속도 정보(ω)와 각속도 게인(Gω) 간의 관계는 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계될 수 있다.
컬럼토크 게인 결정부(35)가 컬럼토크(T)를 입력받아 컬럼토크 게인(GT)을 결정하는 과정은 전술한 각속도 게인 결정부(34)의 동작과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 스티어링 진동의 크기는 소정 차속 범위 내에서 차속에 비례하는 경향을 갖는다. 즉, 차속이 증가하는 경우 스티어링 진동의 크기도 비례적으로 증가하기 때문에 스티어링 진동을 효과적으로 저감시키기 위해서는 차속을 고려하여 외란 신호 추출부(31)에 의해 추출된 외란 신호(IDisturb)의 크기를 조절할 필요가 있다. 즉, 도 1에 도시된 것과 같이 차속(V)이 증가함에 따라 비례적으로 증가하는 차속 게인(GV)을 차속 게인 결정부(36)를 통해 결정하고 외란 신호(IDisturb)에 적용함으로써 외란 신호(IDisturb)의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 따라 고속 영역에서 큰 스티어링 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 이를 위해 차속 게인 결정부(36)는 차속(V)에 대한 차속 게인(GV)을 미리 설정된 차속 - 게인 관계 정보로부터 추출하는 방식을 이용하여 차속 게인(GV)을 결정할 수 있으며, 차속 - 게인 관계 정보는 차속(V)과 차속 게인(GV) 간의 매핑 정보, 룩업테이블, 또는 차속에 대한 차속 게인의 함수 등 다양한 방식으로 설계되어 차속 게인 결정부(36)에 미리 설정되어 있을 수 있다. 한편, 도 1의 차속 게인 결정부(36)에 도시된, 차속(V)과 차속 게인(GV) 간의 비례적인 관계 그래프는 일 예시일 뿐, 차속(V)과 차속 게인(GV) 간의 관계는 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계될 수 있다.
각속도 게인(Gω), 컬럼토크 게인(GT) 및 차속 게인(GV)이 결정된 경우, 제어부(30)는 상기 각 게인(Gω, GT, GV) 중 하나 이상을(바람직하게는 각 게인 모두) 외란 신호 추출부(31)에 의해 추출된 외란 신호(IDisturb)에 곱하여 외란 신호(IDisturb)를 보상하고, MDPS 기본 로직에서 출력된 전류 지령 신호(Iref)에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 전류 지령 신호(Iref)를 역보상할 수 있다. 전류 지령 신호(Iref)에서 상기 보상된 외란 신호를 감산하여 산출된 최종 전류 지령 신호(Iref_comp)는 인버터와 같은 모터 구동부(미도시)로 입력되고, 모터 구동부로부터 출력된 구동 전류에 의해 MDPS 모터가 구동될 수 있다.
이상에서는 외란 신호 추출부(31), 중심주파수 결정부(32), 대역폭 결정부(33), 각속도 게인 결정부(34), 컬럼토크 게인 결정부(35) 및 차속 게인 결정부(36)를 제어부(30) 내에서 분리된 구성으로 설명하였으나, 실시예에 따라서는 상기 각 구성(31 ~ 36)이 제어부(30)로 통합됨으로써 각 구성의 기능을 제어부(30)가 통합적으로 수행하는 구성으로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법을 설명하면, 먼저 제어부(30)는 MDPS 모터에 흐르는 전류를 검출하는 모터 전류 센서(10)로부터 모터 전류 신호(Isen)를 입력받는다(S10).
이어서, 제어부(30)는 입력받은 모터 전류 신호(Isen)에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호(IDisturb)를 추출한다(S20).
이때, 제어부(30)는 밴드 패스 필터의 중심주파수(ωC) 및 대역폭(BW)을 차량의 차속(V) 및 각속도 정보(ω)에 따라 각각 가변적으로 결정하여 외란 신호(IDisturb)를 추출할 수 있다.
이어서, 제어부(30)는 MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호(Iref)를 추출된 외란 신호(IDisturb)를 이용하여 역보상한다(S30).
이때, 제어부(30)는 각속도 정보(ω)에 근거하여 결정되는 각속도 게인(Gω), 조향축에 인가되는 컬럼토크(T)에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인(GT), 및 차량의 차속(V)에 근거하여 결정되는 차속 게인(GV) 중 하나 이상을 이용하여 외란 신호(IDisturb)를 보상하고, 전류 지령 신호(Iref)에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 전류 지령 신호(Iref)를 역보상할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 스티어링 계의 진동을 저감하기 위한 기구적인 장치 없이 소정의 로직만을 통해 외란 성분을 제거함으로써 부품 수 감소에 따른 비용절감, MDPS 시스템의 단순화, 및 중량절감에 따른 연비 효율 향상을 달성할 수 있고, 운전자의 조향감을 향상시킴으로써 주행 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 모터 전류 센서 20: 주행정보 검출부
30: 제어부 31: 외란 신호 추출부
32: 중심주파수 결정부 33: 대역폭 결정부
34: 각속도 게인 결정부 35: 컬럼토크 게인 결정부
36: 차속 게인 결정부 Isen: 모터 전류 신호
ω: 각속도 정보 ωs: 조향각속도
ωm: 모터각속도 T: 컬럼토크
V: 차속 ωC: 중심주파수
BW: 대역폭 Iref: 전류 지령 신호
IDisturb: 외란 신호 Gω: 각속도 게인
GT: 컬럼토크 게인 GV: 차속 게인
Iref _comp: 최종 전류 지령 신호

Claims (6)

  1. MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터에 흐르는 전류를 검출하여 모터 전류 신호를 출력하는 모터 전류 센서; 및
    상기 모터 전류 센서로부터 입력받은 모터 전류 신호에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호를 추출하고, 상기 MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호를 상기 추출된 외란 신호를 이용하여 역보상하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 밴드 패스 필터의 중심주파수 및 대역폭을 각각 차속 및 각속도 정보에 따라 가변적으로 결정하여 상기 외란 신호를 추출하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 각속도 정보에 근거하여 결정되는 각속도 게인, 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인, 및 차속에 근거하여 결정되는 차속 게인 중 하나 이상을 이용하여 상기 외란 신호를 보상하고, 상기 전류 지령 신호에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 상기 전류 지령 신호를 역보상하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 장치.
  4. 제어부가, MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터에 흐르는 전류를 검출하는 모터 전류 센서로부터 모터 전류 신호를 입력받는 단계;
    상기 제어부가, 상기 입력받은 모터 전류 신호에 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 적용하여 조향장치에서 발생하는 스티어링 진동을 나타내는 외란 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 MDPS 모터의 구동을 위해 MDPS 기본 로직으로부터 출력된 전류 지령 신호를 상기 추출된 외란 신호를 이용하여 역보상하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외란 신호를 추출하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 밴드 패스 필터의 중심주파수 및 대역폭을 각각 차속 및 각속도 정보에 따라 가변적으로 결정하여 상기 외란 신호를 추출하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 역보상하는 단계에서, 상기 제어부는,
    각속도 정보에 근거하여 결정되는 각속도 게인, 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 결정되는 컬럼토크 게인, 및 차속에 근거하여 결정되는 차속 게인 중 하나 이상을 이용하여 상기 외란 신호를 보상하고, 상기 전류 지령 신호에서 상기 보상된 외란 신호를 감산함으로써 상기 전류 지령 신호를 역보상하되, 상기 각속도 정보는 조향휠의 조향각속도 및 상기 MDPS 모터의 모터각속도 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 외란 보상 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112896295A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 现代自动车株式会社 扰动补偿转向控制方法及其电机驱动的动力转向系统
KR20230008411A (ko) * 2021-07-07 2023-01-16 현대모비스 주식회사 Mdps 시스템의 진동 저감 장치 및 방법
KR20230015100A (ko) 2021-07-22 2023-01-31 재단법인대구경북과학기술원 입출력 데이터 기반 제어 시스템 외란 추정 방법 및 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003267251A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013233907A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
KR20150055968A (ko) * 2013-11-14 2015-05-22 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 그 방법
JP2016179746A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社ショーワ 電動パワーステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003267251A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013233907A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
KR20150055968A (ko) * 2013-11-14 2015-05-22 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 그 방법
JP2016179746A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社ショーワ 電動パワーステアリング装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112896295A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 现代自动车株式会社 扰动补偿转向控制方法及其电机驱动的动力转向系统
KR20230008411A (ko) * 2021-07-07 2023-01-16 현대모비스 주식회사 Mdps 시스템의 진동 저감 장치 및 방법
KR20230015100A (ko) 2021-07-22 2023-01-31 재단법인대구경북과학기술원 입출력 데이터 기반 제어 시스템 외란 추정 방법 및 장치

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