KR20190076803A

KR20190076803A - 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190076803A
Application number: KR1020170178877A
Authority: KR
Inventors: 배상홍; 임경수; 김령태
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-02
Also published as: CN109955899B; US20190193778A1; CN109955899A; KR102020752B1; US11479292B2; DE102018221822A1

Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치에 관한 것으로서, 조향축에 인가되는 컬럼토크를 검출하는 컬럼토크 센서, 조향휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서, 및 컬럼토크 센서에 의해 검출된 컬럼토크, 및 조향각 센서에 의해 검출된 조향각으로부터 산출된 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하고, 보상율에 따라 MDPS 시스템으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING TORQUE OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 급조타 상태에서 MDPS 시스템의 보조토크를 보상하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량의 전동식 파워 스티어링 시스템(이하 MDPS: Motor Driven Power Steering)은 차량 조향시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로서 조향을 용이하게 하는 장치이다.

MDPS 시스템은 조향휠에 입력되는 운전자의 컬럼토크를 측정하는 컬럼토크 센서, 조향휠의 조향각 또는 조향각속도를 측정하는 조향각 센서, 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 통해 차량의 주행 조건을 판단하고, 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 전동모터를 통해 보조토크를 제공한다.

기존의 유압식 시스템과 달리 MDPS 시스템은 ECU(Electronic Control Unit) 등의 제어유닛에 의한 모터의 전류 제어를 통해 토크를 발생시키므로, 모터 제어를 위한 다양한 제어로직을 구비하고 있다. 이러한 제어로직으로는 운전자가 원하는 조향감을 구현하는 로직, 차량의 안정성 향상을 목적으로 하는 로직, 및 시스템 안정성 향상을 위한 로직 등이 존재하며, 상기한 각 로직은 미리 설정되는 튜닝 파라미터 값에 따라 그 출력이 결정된다.

한편, MDPS 모터의 출력은 동작 속도의 증가에 따라 그 출력 토크가 감소하는 특성을 갖고 있으며, MDPS 시스템으로부터 출력되는 보조토크는 전술한 것과 같이 각 로직의 튜닝 파라미터에 의존하기 때문에 각 로직의 튜닝 파라미터가 작게 튜닝된 경우, 급조타 상황에서 운전자의 스티어링 감이 무거워지는 문제점이 존재한다. 나아가, 종래 MDPS 시스템에 포함되어 수방 및 복원을 담당하는 댐핑 로직 및 복원 로직은 차량의 자기 정렬 토크(Self-Alignment torque)를 강화하기 때문에 급조타 반응을 저감시키는 현상을 가중시키는 문제점을 발생시킨다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0066835호(2013.06.21 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 종래 MDPS 시스템에 포함된 각 로직의 출력이 튜닝 파라미터에 의존함으로 인해 발생하는 급조타 상황에서 운전자의 스티어링 감이 무거워지는 문제점을 해결하고 튜닝 자유도를 확보하기 위한 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치는 조향축에 인가되는 컬럼토크를 검출하는 컬럼토크 센서, 조향휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서, 및 상기 컬럼토크 센서에 의해 검출된 컬럼토크, 및 상기 조향각 센서에 의해 검출된 조향각으로부터 산출된 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하고, 상기 보상율에 따라 MDPS 시스템으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 차속을 검출하는 차속 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차속 센서에 의해 검출된 차속을 더 고려하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 미리 설정된 토크 보상 구간에서 상기 컬럼토크가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 컬럼토크 보상게인, 미리 설정된 각속도 보상 구간에서 상기 조향각속도가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 조향각속도 보상게인, 및 미리 설정된 차속 보상 구간에서 상기 차속이 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 차속 보상게인에 근거하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 보상율이 0과 1 사이의 값을 갖는 경우 상기 기본 보조토크 및 상기 보상율의 곱으로 산출되는 급조타 보상토크를 상기 기본 보조토크에 가산하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 보상율이 0의 값을 갖는 경우 상기 기본 보조토크를 보상하지 않고, 상기 보상율이 1의 값을 갖는 경우 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법은 제어부가, 컬럼토크 및 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 차량의 조타 상태가 급조타 상태인지 판단하는 단계, 상기 차량의 조타 상태가 급조타 상태인 경우, 상기 제어부가 상기 컬럼토크 및 상기 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 보상율에 따라 MDPS 시스템으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 보상율을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 차속을 더 고려하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 보상율을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 미리 설정된 토크 보상 구간에서 상기 컬럼토크가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 컬럼토크 보상게인, 미리 설정된 각속도 보상 구간에서 상기 조향각속도가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 조향각속도 보상게인, 및 미리 설정된 차속 보상 구간에서 상기 차속이 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 차속 보상게인에 근거하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 보상하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 보상율이 0과 1 사이의 값을 갖는 경우, 상기 기본 보조토크 및 상기 보상율의 곱으로 산출되는 급조타 보상토크를 상기 기본 보조토크에 가산하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 보상하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 보상율이 1의 값을 갖는 경우, 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 급조타 상황에서 운전자의 조향을 용이하게 하여 운전자의 조향감을 향상시키는 동시에 외부 장애물과의 충돌을 효과적으로 회피할 수 있으며, 별도의 추가적인 장치없이 종래 MDPS 시스템이 보조토크를 산출하기 위해 사용하였던 컬럼토크와 같은 파라미터를 그대로 사용하여 급조타 보상토크를 산출함으로써 시스템을 단순화할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 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 토크 보상 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치는 컬럼토크 센서(100), 조향각 센서(200), 차속 센서(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.

컬럼토크 센서(100)는 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 컬럼토크(Tcol)를 검출하여 제어부(400)로 전달할 수 있다. 검출된 컬럼토크(Tcol)는 후술할 것과 같이 제어부(400)가 기본 보조토크 및 급조타에 따른 보상율을 산출하기 위해 사용될 수 있다.

조향각 센서(200)는 조향휠의 조향각(θ)을 검출하여 제어부(400)로 전달할 수 있다. 또한 조향각 센서(200)는 광센서(optical sensor)를 포함하여 조향각속도(ω)를 검출할 수도 있고, 조향각(θ)을 측정하여 시간에 대하여 미분함으로써 조향각속도(ω)를 검출할 수도 있다. 실시예에 따라서는 제어부(400)가 조향각 센서(200)로부터 조향각(θ)을 전달받아 시간에 대하여 미분하여 조향각속도(ω)를 산출하는 구성으로 구현될 수도 있으나, 본 실시예에서는 조향각 센서(200)가 조향각(θ) 및 조향각속도(ω)를 검출하여 제어부(400)로 전달하는 구성으로 설명하기로 한다. 조향각(θ) 및 조향각속도(ω)는 후술할 것과 같이 제어부(400)가 기본 보조토크 및 급조타에 따른 보상율을 산출하기 위해 사용될 수 있다.

차속 센서(300)는 주행중인 차량의 차속(V)을 검출하여 제어부(400)로 전달할 수 있다. 차속 센서(300)로는 차륜의 회전속도를 이용하여 차속(V)을 검출하는 센서, 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute)를 측정하여 차속(V)을 검출하는 센서, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 차속(V)을 검출하는 센서 등 다양한 센서가 모두 포함될 수 있다. 검출된 차속(V)은 후술할 것과 같이 제어부(400)가 기본 보조토크 및 급조타에 따른 보상율을 산출하기 위해 사용될 수 있다.

제어부(400)는 컬럼토크 센서(100)에 의해 검출된 컬럼토크(Tcol), 및 조향각 센서(200)에 의해 검출된 조향각(θ)으로부터 산출된 조향각속도(ω) 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하고, 보상율에 따라 MDPS 시스템(410)으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상할 수 있다.

기본 보조토크를 보상하는 제어부(400)의 동작을 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 2에 도시된 것과 같이 제어부(400)는 MDPS 시스템(410), 보상율 산출부(430) 및 셀렉터(450)를 포함할 수 있다. 한편, 도 2에는 MDPS 시스템(410)이 제어부(400)에 포함되는 구성으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라서는 제어부(400)와 병렬적으로 독립되는 구성으로 구현될 수도 있으며, 이에 따라 제어부(400)가 MDPS 시스템(410)으로부터 기본 보조토크를 입력받아 급조타를 고려하여 기본 보조토크를 보상하는 구성으로 구현될 수도 있다.

MDPS 시스템(410)은 부스트 연산부(411)를 통해 산출한 주 보조토크와, 댐핑 연산부(413) 및 복원 연산부(415)를 통해 산출한 자기 정렬 토크에 기초하여 기본 보조토크를 산출할 수 있으며, MDPS 시스템(410)으로부터 기본 보조토크가 산출되는 과정은 동일 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

전술한 것과 같이 주 보조토크 및 자기 정렬 토크에 기초하여 산출되는 기본 보조토크는 미리 설정된 튜닝 파라미터에 의존하여 급조타에 따른 보상이 고려되어 있지 않으므로, 본 실시예에서 제어부(400)는 보상율 산출부(430) 및 셀렉터(450)를 통해 소정의 보상율을 산출하고 산출된 보상율에 따라 기본 보조토크를 차별적으로 보상할 수 있다.

보상율 산출부(430)는, 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출할 수 있다. 즉, 운전자의 급조타는 컬럼토크(Tcol) 또는 조향각속도(ω)의 급격한 증가로 이어지게 되므로, 보상율 산출부(430)는 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 중 하나 이상을 통해 운전자의 급조타를 판단하고 보상율을 산출할 수 있다. 보상율 산출부(430)는 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 중 어느 하나만을 이용하여 보상율을 산출할 수도 있으나, 급조타 판단 및 보상율 산출 상의 정확도 향상을 위해 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 모두를 이용하여 보상율을 산출함이 바람직하다.

또한, 보상율 산출부(430)는 차속 센서(300)에 의해 검출된 차속(V)을 더 고려하여 보상율을 산출할 수도 있다. 즉, 차량이 고속 주행 중인 경우에는 외부 장애물과의 효과적인 충돌 회피를 위해 더 큰 보상토크를 산출하여 운전자의 급조타를 보조할 필요성이 있고, 저속 주행 중인 경우에는 충돌 회피를 위해 요구되는 보상토크가 고속 주행 대비 상대적으로 낮으므로, 보상율 산출부(430)는 차속(V)을 더 고려하여 보상율을 산출함으로써 급조타에 따른 운전자의 조향감을 더 향상시키는 동시에 장애물과의 충돌을 효과적으로 회피할 수 있다.

보상율을 산출하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

보상율 산출부(430)는 컬럼토크(Tcol), 조향각속도(ω) 및 차속(V)으로부터 각각 산출되는 컬럼토크 보상게인, 조향각속도 보상게인 및 차속 보상게인에 근거하여 보상율을 산출할 수 있다.

보다 구체적으로, 보상율 산출부(430)는, 미리 설정된 토크 보상 구간(도 2에 도시된 구간 [A, B])에서 컬럼토크가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 컬럼토크 보상게인, 미리 설정된 각속도 보상 구간(구간 [C, D])에서 조향각속도가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 조향각속도 보상게인, 및 미리 설정된 차속 보상 구간(구간 [E, F])에서 차속이 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 차속 보상게인에 근거하여 보상율을 산출할 수 있다.

토크 보상 구간 및 각속도 보상 구간은 각각 운전자의 급조타가 발생하여 기본 보조토크를 보상할 필요성이 있는 컬럼토크 구간 및 조향각속도 구간, 즉 급조타 판단의 기준 설정을 위해 미리 설정되는 구간을 의미하며, 차속 보상 구간은 외부 장애물과의 충돌 회피를 위한 기준 차속 구간으로 미리 설정되는 구간을 의미한다. 토크 보상 구간, 각속도 보상 구간 및 차속 보상 구간은 MDPS 시스템의 사양 및 설계자의 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계되어 제어부(400)에 미리 설정되어 있을 수 있다.

보상율 산출부(430)는 컬럼토크(Tcol)가 토크 보상 구간의 최소 컬럼토크(도 2의 A 값) 이하의 값으로 검출된 경우에는 운전자의 급조타가 검출되지 않은 것으로 판단하여 컬럼토크 보상게인을 0으로 설정하고, 컬럼토크(Tcol)가 토크 보상 구간의 최대 컬럼토크(도 2의 B 값) 이상의 값으로 검출된 경우에는 과도한 토크 보상을 방지하기 위해 컬럼토크 보상게인이 1로 유지되도록 설정할 수 있다. 또한, 토크 보상 구간에서는 컬럼토크(Tcol)가 증가할수록 컬럼토크 보상게인을 더 큰 값으로 산출할 수 있다. 이때, 보상율 산출부(430)는 컬럼토크 보상게인이 컬럼토크에 비례하도록 설정하는 방식, 컬럼토크에 따라 스텝적으로 증가하도록 설정하는 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 이를 위해 보상율 산출부(430)는 미리 설정된 컬럼토크 및 컬럼토크 보상게인 간의 맵 또는 룩업테이블을 참조하거나, 컬럼토크에 대한 컬럼토크 보상게인의 함수 등 다양한 방식을 이용하여 컬럼토크 보상게인을 산출할 수 있다.

조향각속도 보상게인 및 차속 보상게인도 전술한 컬럼토크 보상게인이 산출되는 방식과 동일한 방식이 적용되어 산출될 수 있다.

결과적으로, 세 가지의 보상게인 중 어느 하나가 0의 값으로 산출되는 경우 보상율은 0으로 산출되고, 세 가지의 보상게인이 모두 1의 값으로 산출되는 경우 보상율은 1로 산출되며, 그 이외의 경우 보상율은 0과 1 사이의 값으로 산출될 수 있다.

도 2에는 컬럼토크 보상게인, 조향각속도 보상게인 및 차속 보상게인 간의 곱으로서 보상율이 산출되는 방식으로 도시되어 있으나, 그 연산 방법이 도 2에 도시된 방식으로 제한되는 것은 아니며, 세 가지의 보상게인에 대한 보상율의 3차원 맵(3D Map)을 이용하는 방식 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.

보상율이 산출된 경우, 제어부(400)는 보상율에 따라 기본 보조토크를 차별적으로 보상할 수 있다.

구체적으로, 제어부(400)는 기본 보조토크 및 보상율의 곱으로서 급조타 보상토크를 산출하고, 산출된 급조타 보상토크를 기본 보조토크에 가산하여 기본 보조토크를 보상할 수 있다. 이에 따라 최종 보조토크는 하기 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.

보상율에 따라 수학식 1을 통해 산출되는 최종 보조토크를 계산해 보면, 먼저 보상율이 0인 경우 최종 보조토크는 기본 보조토크와 동일하므로, 결국 보상율이 0인 경우 기본 보조토크는 보상되지 않는다.

보상율이 0과 1 사이의 값인 경우, 이를 테면 0.5의 값을 갖는 경우, 최종 보조토크는 1.5*기본 보조토크로 산출되어 기본 보조토크가 증가 보상됨으로써 급조타에 따라 무거워지는 운전자의 조향감을 감소시킬 수 있다.

보상율이 1인 경우 최종 보조토크는 기본 보조토크의 2배가 되며, 이는 기본 보조토크가 과도하게 보상되어 급조타에 따른 과도한 조향 위험이 발생할 수 있으므로, 본 실시예에서 제어부(400)는 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 기본 보조토크를 보상할 수 있다.

즉, 최대 보조토크를 미리 설정하여 보상율이 1인 경우 최종 보조토크를 최대 보조토크로 결정하는 방식(또는 기본 보조토크에 미리 설정된 최대 보조토크를 가산하는 방식을 이용할 수도 있다.)을 이용하여 기본 보조토크를 보상할 수 있으며, 이때 미리 설정되는 최대 보조토크는 기본 보조토크 이상이되 2배를 넘지 않는 범위로 설정함이 바람직하다.

도 2에는 셀렉터(450)가 기본 보조토크, 최대 보조토크, 및 기본 보조토크에 급조타 보상토크가 가산된 토크를 입력받고 보상율에 따라 선택하여 출력하는 예시로서 도시되어 있으나, 보상율에 따라 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 기술 사상안에서 다양한 방식이 채용될 수 있으며 도 2에 도시된 방식에 한정되지 않는다.

도 2에 도시하지는 않았으나, 최종 보조토크는 MDPS 시스템의 사양에 따라 출력 제한이 이루어질 수 있으며, 출력 제한의 하한값 및 상한값 이내에서 최종 보조토크가 출력될 수도 있다.

이상에서는 MDPS 시스템(410), 보상율 산출부(430) 및 셀렉터(450)를 제어부(400) 내의 분리된 구성으로 설명하였으나, 실시예에 따라서는 제어부(400)가 각 구성(410, 430, 450)의 동작을 통합적으로 수행하는 통합된 구성으로 구현될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법을 설명하면, 먼저 제어부(400)는 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 중 하나 이상에 기초하여 차량의 조타 상태가 급조타 상태인지 판단한다(S100). 전술한 것과 같이 컬럼토크(Tcol)가 토크 보상 구간의 최소 컬럼토크 이상의 값으로 검출된 경우, 및 조향각속도(ω)가 각속도 보상 구간의 최소 조향각속도 이상의 값으로 검출된 경우 중 하나 이상의 경우에 해당하면 제어부(400)는 차량의 조타 상태가 급조타 상태인 것으로 판단한다.

다음으로, 차량의 조타 상태가 급조타 상태인 경우, 제어부(400)는 컬럼토크(Tcol) 및 조향각속도(ω) 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출한다(S200). 보상율을 산출할 때 차속(V)을 더 고려할 수 있음은 전술한 것과 같으며, 보상율을 산출하는 구체적인 과정 또한 전술한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 제어부(400)는 보상율에 따라 MDPS 시스템(410)으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상한다(S300).

구체적으로, 제어부(400)는 보상율이 0과 1 사이의 값을 갖는 경우, 기본 보조토크 및 보상율의 곱으로 산출되는 급조타 보상토크를 기본 보조토크에 가산하여 기본 보조토크를 보상한다.

또한 제어부(400)는, 보상율이 1의 값을 갖는 경우, 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 기본 보조토크를 보상한다.

한편, 보상율이 0의 값을 갖는 경우는 S100 단계에서 급조타 조건이 아닌 것으로 판단되어 S200 단계가 이하가 수행되지 않고 종료됨으로써, 기본 보조토크는 보상되지 않는다.

이와 같이 본 실시예는, 급조타 상황에서 운전자의 조향을 용이하게 하여 운전자의 조향감을 향상시키는 동시에 외부 장애물과의 충돌을 효과적으로 회피할 수 있으며, 별도의 추가적인 장치없이 종래 MDPS 시스템이 보조토크를 산출하기 위해 사용하였던 컬럼토크와 같은 파라미터를 그대로 사용하여 급조타 보상토크를 산출함으로써 시스템을 단순화할 수 있는 효과를 달성할 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.

100: 컬럼토크 센서
200: 조향각 센서
300: 차속 센서
400: 제어부
410: MDPS 시스템
411: 부스트 연산부
413: 댐핑 연산부
415: 복원 연산부
430: 보상율 산출부
450: 셀렉터
Tcol: 컬럼토크
θ: 조향각
ω: 조향각속도
V: 차속

Claims

조향축에 인가되는 컬럼토크를 검출하는 컬럼토크 센서;
조향휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서; 및
상기 컬럼토크 센서에 의해 검출된 컬럼토크, 및 상기 조향각 센서에 의해 검출된 조향각으로부터 산출된 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하고, 상기 보상율에 따라 MDPS 시스템으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치.
제1항에 있어서,
차량의 차속을 검출하는 차속 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 차속 센서에 의해 검출된 차속을 더 고려하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 미리 설정된 토크 보상 구간에서 상기 컬럼토크가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 컬럼토크 보상게인, 미리 설정된 각속도 보상 구간에서 상기 조향각속도가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 조향각속도 보상게인, 및 미리 설정된 차속 보상 구간에서 상기 차속이 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 차속 보상게인에 근거하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 보상율이 0과 1 사이의 값을 갖는 경우 상기 기본 보조토크 및 상기 보상율의 곱으로 산출되는 급조타 보상토크를 상기 기본 보조토크에 가산하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 보상율이 0의 값을 갖는 경우 상기 기본 보조토크를 보상하지 않고, 상기 보상율이 1의 값을 갖는 경우 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치.
제어부가, 컬럼토크 및 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 차량의 조타 상태가 급조타 상태인지 판단하는 단계;
상기 차량의 조타 상태가 급조타 상태인 경우, 상기 제어부가 상기 컬럼토크 및 상기 조향각속도 중 하나 이상에 기초하여 급조타에 따른 보상율을 산출하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 보상율에 따라 MDPS 시스템으로부터 출력되는 기본 보조토크를 차별적으로 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법.
제6항에 있어서,
상기 보상율을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는,
차속을 더 고려하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법.
제7항에 있어서,
상기 보상율을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는,
미리 설정된 토크 보상 구간에서 상기 컬럼토크가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 컬럼토크 보상게인, 미리 설정된 각속도 보상 구간에서 상기 조향각속도가 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 조향각속도 보상게인, 및 미리 설정된 차속 보상 구간에서 상기 차속이 증가할수록 더 큰 값으로 산출되는 차속 보상게인에 근거하여 상기 보상율을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 방법.
제6항에 있어서,
상기 보상하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 보상율이 0과 1 사이의 값을 갖는 경우, 상기 기본 보조토크 및 상기 보상율의 곱으로 산출되는 급조타 보상토크를 상기 기본 보조토크에 가산하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.
제6항에 있어서,
상기 보상하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 보상율이 1의 값을 갖는 경우, 미리 설정된 최대 보조토크를 이용하여 상기 기본 보조토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 방법.