KR20190015785A - 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 추정된 랙포스를 기반으로 횡가속도를 산출하고 산출된 횡가속도와 차속별로 설정되는 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크를 계산하며 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크를 적용함으로써, 조타 속도가 변하는 상황에서도 조타감을 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 또한, 운전자 토크에 기반한 조향 제어 로직과 보상 토크에 기반한 조향 제어 로직을 분리함으로써, 조타 상황에 적합한 조향 제어를 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

Description

전동식 조향 장치 및 그 제어 방법{ELECTRIC POWER STEERING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 실시예들은 전동식 조향 장치와 전동식 조향 장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.

전동식 조향 장치는 차량의 운전자에 의한 조향을 보조하는 동력을 모터를 구동하는 전류 발생을 통해 수행하는 장치이다.

일 예로, 전동식 조향 장치는 차량의 운전자에 의해 조향 휠이 조작되면, 조향 휠의 조작에 따른 조향 토크를 감지하고 조향 토크에 따라 모터를 구동하기 위한 전류를 생성하여 모터에 인가한다. 이러한 조향 토크에 따른 모터 구동을 통해 운전자의 조향을 보조함으로써, 운전자의 조향 제어가 용이하도록 하며 차량의 주행 상황에 따라 적합한 조향이 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 전동식 조향 장치는 감지된 조향 토크에 따라 조향력을 보조하기 위한 전류나 조향에 의한 흔들림을 감소시키기 위한 전류 등을 생성하고 생성된 전류에 따라 모터를 구동한다.

여기서, 차량의 수방안정성을 맞추기 위하여 조향에 의한 흔들림을 감소시키기 위한 전류를 과도하게 출력할 경우, 일반 조타시에는 문제가 되지 않으나 온 센터에서 빠른 수정 조타시 토크 무거움이 나타나 조타감이 일정하지 않은 문제가 발생하게 된다.

따라서, 일반적인 상황과 특정 상황에서의 조타시 조타감을 일정하게 유지할 수 있는 방안이 요구된다.

본 실시예들의 목적은, 운전자의 조향에 의한 조향 토크에 따른 모터 구동시 운전자의 조타감을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 전동식 조향 장치와 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 목적은, 특정 상황에서의 조향 제어와 일반 상황에서의 조향 제어를 독립적으로 수행할 수 있는 전동식 조향 장치와 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은, 운전자 토크와 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정하는 랙포스 추정부와, 차속에 따라 결정되는 횡가속도 파라미터와 랙포스를 이용하여 횡가속도를 산출하고 차속에 따라 결정되는 하나 이상의 목표 토크 파라미터와 횡가속도를 이용하여 목표 토크를 계산하는 목표 토크 계산부와, 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크에 따라 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 출력하는 모터 제어부를 포함하는 전동식 조향 장치를 제공한다.

이러한 전동식 조향 장치의 목표 토크 계산부는, 랙포스를 횡가속도 파라미터로 나눈 값을 횡가속도로 산출할 수 있다.

그리고, 목표 토크 계산부는, 목표 토크의 빌드업을 결정하는 제1 파라미터, 목표 토크의 레벨을 결정하는 제2 파라미터 및 오프 센터에서 목표 토크를 결정하는 제3 파라미터를 포함하는 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크를 계산할 수 있다.

여기서, 목표 토크 계산부는, 횡가속도와 차속에 따라 결정된 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하고, 목표 토크 맵으로부터 횡가속도에 해당하는 목표 토크를 계산할 수 있다.

이러한 전동식 조향 장치는, 운전자 토크에 따라 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 연산하는 조향 제어부를 더 포함할 수 있으며, 모터 제어부는 조향 제어부에 의해 연산된 모터 전류와 보상 토크에 따른 모터 전류를 합하여 출력할 수 있다.

이때, 랙포스 추정부 및 목표 토크 계산부 중 적어도 하나는 조향 제어부와 독립적으로 온 또는 오프 될 수 있다.

일 예로, 목표 토크 계산부는, 조향 휠이 온 센터에 위치하면 온 상태를 유지하고, 조향 휠이 오프 센터에 위치하면 오프 상태를 유지하여 조향 제어부에 의해 모터가 제어되도록 할 수 있다.

이러한 전동식 조향 장치는, 운전자 토크와 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정하는 단계와, 차속에 따라 결정되는 횡가속도 파라미터와 랙포스를 이용하여 횡가속도를 산출하는 단계와, 차속에 따라 결정되는 하나 이상의 목표 토크 파라미터와 횡가속도를 이용하여 목표 토크를 계산하는 단계와, 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크에 따라 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 출력하는 단계로 구동될 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 추정된 랙포스를 기반으로 횡가속도를 산출하고 차속별로 설정된 파라미터와 횡가속도를 이용하여 목표 토크를 계산하고 목표 토크와 운전자 토크의 차를 보상하기 위한 로직을 수행함으로써, 온 센터에서 빠른 수정 조타시 조타감을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

본 실시예들에 의하면, 횡가속도에 기초하여 계산되는 목표 토크를 제어하는 로직을 운전자 토크에 따라 모터를 제어하는 로직과 분리하여 수행함으로써, 차량의 조향 상황에 따라 조향을 제어하는 로직을 독립적으로 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치에서 제어부의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치가 횡가속도를 산출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치가 목표 토크를 산출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치의 작동 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법의 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)는, 조향 휠(110), 조향 축(120), 랙 바(130), 토크 센서(140), 제어부(150) 및 조향 모터(160)를 포함한다.

조향 휠(110)은 조향 축(120)의 일단과 연결되고 운전자의 조작에 따라 회전한다.

조향 축(120)의 일단은 조향 휠(110)과 연결되고 타단은 랙 바(130)와 연결된다. 조향 휠(110)이 운전자의 조작에 따라 회전하면 조향 휠(110)의 회전에 따라 조향 축(120)이 회전하여 랙 바(130)를 움직이게 한다.

여기서, 조향 휠(110)의 회전에 따라 발생하는 토크를 "운전자 토크"라 한다.

이러한 운전자의 조향을 보조하기 위하여 운전자 토크를 감지하고 감지된 운전자 토크에 따라 보조 동력을 제공함으로써, 운전자의 조향 제어가 용이하도록 한다.

토크 센서(140)는 운전자의 조작에 의해 조향 휠(110)이 회전하면 운전자 토크를 감지하고, 감지된 운전자 토크를 제어부(150)로 전달한다.

제어부(150)는 감지된 운전자 토크에 기초하여 운전자의 조향을 보조하기 위한 제어를 수행한다.

제어부(150)는 운전자 토크에 기초하여 조향 모터(160)를 구동하기 위한 전류를 연산하고, 연산된 전류를 출력하여 조향 모터(160)를 구동함으로써 운전자의 조향을 보조하는 제어를 수행할 수 있다.

여기서, 조향 모터(160)의 구동에 의해 발생하는 토크를 "모터 토크"라 한다.

제어부(150)는, 일 예로, 운전자의 조향을 보조하기 위하여 운전자의 조향 방향으로 토크를 부가하는 전류를 출력할 수 있다. 또한, 운전자의 조향에 의한 흔들림을 방지할 수 있도록 조향 모터(160)를 제어하는 전류를 출력할 수 있다. 또한, 운전자의 조향 후 조향 휠(110)의 원래 위치로 복귀하는 것을 보조하는 전류를 출력할 수도 있다.

조향 모터(160)는 제어부(150)에 의해 출력되는 전류에 따라 구동하며 랙 바(130)가 움직이도록 하여 운전자의 조향을 용이하게 한다.

이때, 제어부(150)에 의한 운전자의 조향을 보조하기 위한 제어 로직이 과도하게 수행될 경우 운전자의 조타감이 일정하지 않게 될 수가 있다.

일 예로, 차량의 수방안정성을 맞추기 위해 운전자의 조향에 의한 흔들림을 방지하는 제어 로직이 과도하게 구현될 경우, 온 센터에서 빠른 수정 조타시 토크 무거움이 발생하여 조타감이 일정하지 않게 될 수 있다.

본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)는, 운전자의 조향을 보조하기 위한 로직을 수행함에 있어서, 운전자의 조타감을 일정하게 유지할 수 있는 방안을 제공한다.

도 2는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)에서 제어부(150)의 구체적인 구성의 예시를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)의 제어부(150)는, 랙포스 추정부(151), 목표 토크 계산부(152), 보상 토크 연산부(153), 모터 제어부(154) 및 조향 제어부(155)를 포함한다.

랙포스 추정부(151)는, 운전자의 조향에 의해 발생하는 운전자 토크와 조향 모터(160)에 의해 발생하는 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정한다.

일 예로, 랙포스 추정부(151)는, 운전자 토크와 모터 토크의 합을 이용하여 랙포스를 추정할 수 있다.

목표 토크 계산부(152)는, 랙포스 추정부(151)에 의해 추정된 랙포스와 차속별로 설정된 파라미터들을 이용하여 목표 토크를 계산한다.

구체적으로, 목표 토크 계산부(152)는, 랙포스와 차속별로 설정된 횡가속도 파라미터를 이용하여 횡가속도를 산출할 수 있으며, 아래 수학식 1과 같이 횡가속도를 산출할 수 있다.

[수학식 1]

여기서, Ay는 횡가속도를 의미하고, RF는 랙포스를 의미하며, Ca는 차속별로 설정된 횡가속도 파라미터를 의미한다.

즉, 목표 토크 계산부(152)는, 랙포스 추정부(151)에 의해 랙포스(RF)가 추정되면 추정된 랙포스(RF)와 차속별로 설정되어 있는 횡가속도 파라미터(Ca)를 이용하여 횡가속도(Ay)를 산출할 수 있다.

목표 토크 계산부(152)는, 횡가속도가 계산되면 횡가속도와 차속별로 설정된 하나 이상의 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크를 계산한다.

여기서, 하나 이상의 목표 토크 파라미터는, 목표 토크의 빌드업을 결정하는 제1 파라미터와, 목표 토크의 전반적인 레벨을 결정하는 제2 파라미터와, 오프 센터에서 목표 토크를 결정하는 제3 파라미터를 포함할 수 있다.

목표 토크 계산부(152)는, 전술한 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 제3 파라미터를 이용하여 목표 토크를 계산할 수 있으며, 목표 토크는 아래 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.

[수학식 2]

여기서, Td는 목표 토크를 의미하고, Ay는 횡가속도를 의미한다. 그리고, Da는 제1 파라미터를 의미하고, Ka는 제2 파라미터를 의미하며, Gr은 제3 파라미터를 의미한다.

목표 토크 계산부(152)는, 횡가속도(Ay)가 산출되면 횡가속도(Ay)와 차속별로 설정되어 있는 제1 파라미터(Da), 제2 파라미터(Ka) 및 제3 파라미터(Cr)를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하고, 목표 토크 맵에서 산출된 횡가속도(Ay)에 해당하는 목표 토크를 계산할 수 있다.

즉, 차속별로 설정되어 있는 하나 이상의 목표 토크 파라미터를 이용한 목표 토크(Td)와 횡가속도(Ay) 사이의 수식을 통해 목표 토크(Td)를 계산할 수 있다.

목표 토크 계산부(152)는, 목표 토크가 계산되면 계산된 목표 토크를 보상 토크 연산부(153)로 전달한다.

보상 토크 연산부(153)는, 목표 토크 계산부(152)에 의해 계산된 목표 토크를 전달받고, 운전자의 조향 제어에 의해 발생하는 운전자 토크를 피드백 받는다.

보상 토크 연산부(153)는, 목표 토크와 운전자 토크를 비교하고 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크를 연산한다. 그리고, 보상 토크에 해당하는 모터 전류를 연산하여 모터 제어부(154)로 출력한다.

즉, 보상 토크 연산부(153)는 목표 토크와 운전자 토크를 감소시키는 방향으로 조향 모터(160)를 제어하기 위한 로직을 수행한다.

모터 제어부(154)는, 보상 토크 연산부(153)에 의해 연산된 모터 전류 값을 수신하고, 수신된 모터 전류 값에 따라 모터 전류를 출력한다. 이에 따라, 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크가 적용되어 조향 제어가 수행될 수 있도록 한다.

여기서, 모터 제어부(154)는, 보상 토크 연산부(153)에 의한 보상 토크에 따른 모터 전류 값뿐만 아니라, 조향 제어부(155)에 의해 출력되는 모터 전류 값을 합하여 모터 전류를 출력할 수 있다.

조향 제어부(155)는, 운전자의 조향 휠(110)의 조작에 의해 운전자 토크가 발생하면 운전자 토크에 기초하여 운전자의 조향을 보조하기 위한 모터 전류 값을 연산한다.

조향 제어부(155)에 의해 연산되는 모터 전류 값은 전술한 운전자의 조향을 보조하거나, 조향에 의한 흔들림을 방지하거나, 조향의 복귀를 보조하기 위한 모터 전류 값일 수 있다.

따라서, 조향 제어부(155)를 통해 운전자 토크에 기초한 조향 모터(160) 제어를 수행하되, 횡가속도를 기반으로 계산된 목표 토크와 차이를 보상하기 위한 로직을 별도로 수행함으로써, 운전자 토크에 기초한 조향 제어에 의해 조타감이 일정하지 않게 되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 운전자 토크에 기반한 조향 제어 로직과 운전자 토크를 보상하기 위한 보상 토크에 기반한 조향 제어 로직을 분리하여 수행함으로써, 조향 제어 및 운전자 토크의 보상 제어를 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

도 3은 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)가 횡가속도를 산출하는 방식을 설명하기 위한 것이다.

도 3을 참조하면, Tf는 조향 축(120)에 걸리는 토크를 나타내고, Fy는 전륜에 걸리는 랙포스를 나타낸다. 그리고, n은 트레일 캐스터(trail caster)와 뉴매틱 트레일(pneumatic trail)의 합을 나타낸다.

랙포스와 횡가속도 사이의 관계식은 이론적 타이어 반력의 정의를 통해 도출될 수 있으며, 타이어 반력의 정의는 아래 수학식들로 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

Tf = Fy×n

[수학식 4]

Td×As×Is = Tf

[수학식 5]

Fy = Mf×Ay

여기서, As는 조향 보조비(steering assist ratio)를 의미하고, Is는 조향비(steering ratio)를 의미한다. 그리고, Mf는 전륜에 걸리는 차량 하중을 의미하고, Ay는 전륜에 걸리는 횡가속도를 의미하며, RF는 랙포스를 의미하고, Ca는 횡가속도 파라미터를 의미한다.

이때, 횡가속도 파라미터 Ca는 As=1이고 전력이 공급되지 않는 상태에서 Ca=Td/Ay로 차속별로 계측된다.

전술한 수학식 3 내지 5에 의해 아래 수학식 6이 도출될 수 있다.

[수학식 6]

Td×As = Ca×Ay (Ca=Mf×n/Is)

그리고, Td×As = RF로 정의하면, 아래 수학식 7이 도출될 수 있다.

[수학식 7]

즉, 추정된 랙포스를 차속별로 설정되는 횡가속도 파라미터로 나누어 횡가속도를 산출할 수 있다.

도 4는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)가 목표 토크를 계산하는 방식을 설명하기 위한 것이다.

도 4를 참조하면, 목표 토크 파라미터에 기초하여 설정되는 횡가속도와 목표 토크 사이의 관계를 나타낸다.

횡가속도와 목표 토크 사이의 관계는 아래 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 8]

여기서, Td는 목표 토크를 의미하고, Ay는 횡가속도를 의미하며, Da는 제1 파라미터, Ka는 제2 파라미터, Gr은 제3 파라미터를 의미한다.

Da는 목표 토크의 빌드업 레벨을 결정하는 파라미터이며, Ka는 목표 토크의 전반적인 레벨을 결정하는 파라미터이며, Gr은 오프 센터에서 목표 토크를 결정하는 파라미터이다.

차속별로 설정되는 파라미터인 Da, Ka, Gr을 이용하여 횡가속도와 목표 토크 사이의 관계를 나타내는 목표 토크 맵을 생성할 수 있고, 생성된 목표 토크 맵에서 산출된 횡가속도에 기초하여 목표 토크를 계산할 수 있다.

따라서, 본 실시예들에 의하면, 추정된 랙포스를 통해 산출된 횡가속도와 차속별로 설정된 목표 토크 파라미터들을 이용하여, 목표 토크를 계산하고 목표 토크에 기초하여 운전자 토크를 보상하기 위한 로직을 수행한다. 이를 통해, 운전자 토크에 의한 조향 제어시 조타감이 일정하지 않은 현상을 방지하고 조타감을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

한편, 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)는, 목표 토크를 계산하여 보상 토크를 적용하는 로직을 운전자 토크에 기반한 조향 제어 로직과 분리하여 수행할 수 있다.

이에 따라, 보상 토크의 적용이 필요한 상황에서만 보상 토크가 적용되도록 할 수 있다.

도 5는 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)에서 제어부(150)가 작동하는 예시를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 전동식 조향 장치(100)의 제어부(150)에서 랙포스 추정부(151), 목표 토크 계산부(152) 및 보상 토크 연산부(153)는 일정한 조향 상태에서만 온 상태를 유지하고 나머지 상태에서는 오프 상태일 수 있다.

일 예로, 보상 토크를 연산하는 구성들은 조향 휠(110)이 온 센터에 위치하는 경우에만 온 상태를 유지하고, 나머지 경우에는 오프 상태일 수 있다.

또는, 온 센터에서 빠른 수정 조타가 발생하는 경우에만 온 상태를 유지하고 나머지 경우에는 오프 상태일 수 있다.

따라서, 랙포스 추정부(151), 목표 토크 계산부(152) 및 보상 토크 연산부(153)가 온 상태인 동안에는, 운전자 토크에 기반한 조향 모터(160) 제어와 목표 토크에 따른 보상 토크에 기반한 조향 모터(160) 제어가 동시에 수행되어 운전자의 조타감을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

그리고, 랙포스 추정부(151), 목표 토크 계산부(152) 및 보상 토크 연산부(153)가 오프 상태인 동안에는, 조향 제어부(155)에 의해 운전자 토크에 기반한 조향 모터(160) 제어만 수행되도록 함으로써 소비 전력을 저감시키며 상황에 따라 보상 토크가 적용될 수 있도록 한다.

즉, 본 실시예들에 의하면, 횡가속도를 기반으로 하는 목표 토크에 따라 보상 제어를 수행하되, 운전자 토크에 기반한 제어 로직과 목표 토크에 기반한 제어 로직을 독립적으로 수행할 수 있도록 하여 조향 상황에 적절한 조향 제어 로직이 수행될 수 있도록 한다.

도 6은 본 실시예들에 의한 전동식 조향 장치(100)의 제어 방법의 과정을 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예들에 의한 전동식 조향 장치(100)는 운전자 토크와 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정한다(S600).

전동식 조향 장치(100)는 추정된 랙포스와 차속별로 설정된 횡가속도 파라미터를 이용하여 횡가속도를 산출한다(S610). 여기서, 랙포스를 횡가속도 파라미터로 나눈 값을 횡가속도로 산출할 수 있다.

전동식 조향 장치(100)는 산출된 횡가속도와 차속별로 설정된 하나 이상의 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크를 계산한다(S620). 하나 이상의 목표 토크 파라미터는 목표 토크의 빌드업을 결정하는 제1 파라미터와, 목표 토크의 전반적인 레벨을 결정하는 제2 파라미터와, 오프 센터에서 목표 토크를 결정하는 제3 파라미터를 포함할 수 있다.

전동식 조향 장치(100)는 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하고 목표 토크 맵에서 산출된 횡가속도에 해당하는 목표 토크를 계산할 수 있다.

전동식 조향 장치(100)는 운전자 토크를 피드백 받고 피드백 받은 운전자 토크를 계산된 목표 토크와 비교한다(S630).

그리고, 목표 토크와 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크를 연산하고(S640), 보상 토크에 해당하는 모터 전류를 출력하여 조향 모터(160)를 제어한다(S650).

따라서, 본 실시예들에 의하면, 추정된 랙포스에 기초하여 산출된 횡가속도와 차속별로 설정된 목표 토크 파라미터를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하고, 생성된 목표 토크 맵을 이용하여 목표 토크를 계산함으로써 목표 토크에 따른 보상 토크를 적용하여 운전자의 조향 제어시 일정한 조타감을 유지할 수 있도록 한다.

즉, 랙포스를 기반으로 목표 토크를 생성하고 이를 추종함으로써, 조타 속도에 따른 조향 제어 로직의 전류 값의 변화를 보상하여 조타 속도의 변화에도 일정한 조타감을 구현할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전동식 조향 장치 110: 조향 휠
120: 조향 축 130: 랙 바
140: 토크 센서 150: 제어부(ECU)
151: 랙포스 추정부 152: 목표 토크 계산부
153: 보상 토크 연산부 154: 모터 제어부
155: 조향 제어부 160: 조향 모터
200: 조향 시스템

Claims (13)

1. 운전자 토크와 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정하는 랙포스 추정부;
   차속에 따라 결정되는 횡가속도 파라미터와 상기 랙포스를 이용하여 횡가속도를 산출하고, 상기 차속에 따라 결정되는 하나 이상의 목표 토크 파라미터와 상기 횡가속도를 이용하여 목표 토크를 계산하는 목표 토크 계산부; 및
   상기 목표 토크와 상기 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크에 따라 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 출력하는 모터 제어부
   를 포함하는 전동식 조향 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 목표 토크 계산부는,
   상기 랙포스를 상기 횡가속도 파라미터로 나눈 값을 상기 횡가속도로 산출하는 전동식 조향 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 목표 토크 계산부는,
   상기 목표 토크의 빌드업을 결정하는 제1 파라미터, 상기 목표 토크의 레벨을 결정하는 제2 파라미터 및 오프 센터에서 상기 목표 토크를 결정하는 제3 파라미터를 포함하는 상기 목표 토크 파라미터를 이용하여 상기 목표 토크를 계산하는 전동식 조향 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 목표 토크 계산부는,
   상기 횡가속도와 상기 차속에 따라 결정된 상기 제1 파라미터, 상기 제2 파라미터 및 상기 제3 파라미터를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하고, 상기 목표 토크 맵으로부터 상기 횡가속도에 해당하는 상기 목표 토크를 계산하는 전동식 조향 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 운전자 토크에 따라 상기 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 연산하는 조향 제어부를 더 포함하고,
   상기 모터 제어부는,
   상기 조향 제어부에 의해 연산된 모터 전류와 상기 보상 토크에 따른 모터 전류를 합하여 출력하는 전동식 조향 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 랙포스 추정부 및 상기 목표 토크 계산부 중 적어도 하나는 상기 조향 제어부와 독립적으로 온 또는 오프 되는 전동식 조향 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 목표 토크 계산부는,
   조향 휠이 온 센터에 위치하면 온 상태를 유지하고 상기 조향 휠에 오프 센터에 위치하면 오프 상태를 유지하는 전동식 조향 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 랙포스 추정부는,
   조향 휠의 회전에 따라 발생하는 상기 운전자 토크에 의해 생성되는 힘과 상기 조향 휠의 회전에 따른 조향을 보조하기 위해 발생하는 상기 모터 토크에 의해 생성되는 힘을 합하여 상기 랙포스를 추정하는 전동식 조향 장치.
   
9. 운전자 토크와 모터 토크를 이용하여 랙포스를 추정하는 단계;
   차속에 따라 결정되는 횡가속도 파라미터와 상기 랙포스를 이용하여 횡가속도를 산출하는 단계;
   상기 차속에 따라 결정되는 하나 이상의 목표 토크 파라미터와 상기 횡가속도를 이용하여 목표 토크를 계산하는 단계; 및
   상기 목표 토크와 상기 운전자 토크의 차에 해당하는 보상 토크에 따라 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 출력하는 단계
   를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 횡가속도를 산출하는 단계는,
    상기 랙포스를 상기 횡가속도 파라미터로 나눈 값을 상기 횡가속도로 산출하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 목표 토크를 계산하는 단계는,
    상기 목표 토크의 빌드업을 결정하는 제1 파라미터, 상기 목표 토크의 레벨을 결정하는 제2 파라미터 및 오프 센터에서 상기 목표 토크를 결정하는 제3 파라미터를 포함하는 상기 횡가속도 파라미터를 이용하여 상기 목표 토크를 계산하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 목표 토크를 계산하는 단계는,
    상기 횡가속도와 상기 차속에 따라 결정된 상기 제1 파라미터, 상기 제2 파라미터 및 상기 제3 파라미터를 이용하여 목표 토크 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 목표 토크 맵으로부터 상기 횡가속도에 해당하는 상기 목표 토크를 계산하는 단계를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
    
13. 제9항에 있어서,
    상기 모터 전류를 출력하는 단계는,
    상기 운전자 토크에 따라 상기 모터를 제어하기 위한 모터 전류를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 모터 전류와 상기 보상 토크에 따른 모터 전류를 합하여 출력하는 단계를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
    

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