KR20190093946A - 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190093946A
KR20190093946A KR1020180013404A KR20180013404A KR20190093946A KR 20190093946 A KR20190093946 A KR 20190093946A KR 1020180013404 A KR1020180013404 A KR 1020180013404A KR 20180013404 A KR20180013404 A KR 20180013404A KR 20190093946 A KR20190093946 A KR 20190093946A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
gain
center
compensation
gain value
Prior art date
Application number
KR1020180013404A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102397108B9 (ko
KR102397108B1 (ko
Inventor
김태홍
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020180013404A priority Critical patent/KR102397108B1/ko
Publication of KR20190093946A publication Critical patent/KR20190093946A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102397108B1 publication Critical patent/KR102397108B1/ko
Publication of KR102397108B9 publication Critical patent/KR102397108B9/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0019Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0022Gains, weighting coefficients or weighting functions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20Steering systems
    • B60W2510/205Steering speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12Lateral speed
    • B60W2520/125Lateral acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18Steering angle

Abstract

본 발명은 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 센서부의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 K 게인 값을 출력하는 K 게인(Gain) 출력부; 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키는 곱셈기; 및 상기 가변시킨 K 게인 값을 인가받아 응답(Magnitude)과 위상(Phase)의 크기가 변화된 최종 MDPS(Motor Driven Power Steering) 신호를 출력하는 위상 보상기;를 포함한다.

Description

전동식 조향 장치 및 그 제어 방법{MOTOR DRIVEN POWER STEERING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온 센터(On-Center) 구간의 중 고속 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시킴으로써, 온 센터 구간의 조타 시 단단하면서 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 제공할 수 있도록 하는 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전동식 파워 스티어링(MDPS : Motor Driven Power Steering) 시스템은 통상적으로 파워 펌프의 구동으로 오일이 순환되어 파워핸들을 작동시켜 주는 원리가 아닌 조향 휠 축 하단부에 보조 조향력을 발생시키기 위한 조향 모터가 따로 설치되어 차량에 시동을 걸면 조향 모터가 작동하여 파워핸들을 작동시키는 시스템이다.
일반적으로 조향 성능의 평가요소 중에는 온 센터(On-center) 구간의 조타감(Steering Feel) 평가가 포함되며, 상기 온 센터 구간의 조타감(또는 조향감) 향상을 위해서는 온 센터 구간의 중 고속 주행 중 조향 휠(Steering Wheel)을 놓았을 때 안정성(Steering Wheel Release) 및 빠른 응답성의 향상이 중요하다.
이를 위해서는 온 센터 구간을 정확히 판정하는 것이 중요하며, 상기 온 센터 구간이 판정될 경우 이에 대응하는 최적 보상 게인을 산출하여 적용함으로써, 조타의 안정성과 응답성을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2012-0053300호(2012.05.25., 공개, 차량 MDPS 제어장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 온 센터(On-Center) 구간의 중 고속 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시킴으로써, 온 센터 구간의 조타 시 단단하면서 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 제공할 수 있도록 하는 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치는, 센서부의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 K 게인 값을 출력하는 K 게인(Gain) 출력부; 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키는 곱셈기; 및 상기 가변시킨 K 게인 값을 인가받아 응답(Magnitude)과 위상(Phase)의 크기가 변화된 최종 MDPS(Motor Driven Power Steering) 신호를 출력하는 위상 보상기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 K 게인 값은, 상기 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정되는 값으로서, 래그-리드(lag-lead) 필터의 인자인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 온 센터 조타 여부 판단을 위한 온 센터 조타 판단부;를 더 포함하고, 상기 온 센터 조타 판단부는 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는, 차속 80 ~ 100(KPH), 횡 가속도 0.2g 미만, 조향각 20도 이내, 및 조타 속도 0.2Hz 이내를 기준으로 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는, 상기 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 대한 각각의 보상게인을 모두 테이블 화 시킨 후, 각 센싱 정보에 대한 보상게인을 모두 곱하여 온 센터 구간 주행에 대한 최종 보상게인을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 램프 업다운 시키기 위한 보상게인 램프 업다운 제어부;를 더 포함하며, 상기 곱셈기를 통해 K 게인 값을 가변시키기 위한 보상게인 값은, 상기 보상게인 램프 업다운 제어부를 통해 미리 지정된 램프(RAMP) 업다운 값이 적용된 보상게인 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법은, K 게인(Gain) 출력부가 센서부의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 K 게인 값을 출력하는 단계; 곱셈기를 통해 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키는 단계; 및 상기 가변시킨 K 게인 값을 위상 보상기가 인가받아 응답(Magnitude)과 위상(Phase)의 크기가 변화된 최종 MDPS(Motor Driven Power Steering) 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 K 게인 값은, 상기 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정되는 값으로서, 래그-리드(lag-lead) 필터의 인자인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 K 게인 값에 곱하기 위한 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 산출하기 위하여, 온 센터 조타 판단부가 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단하는 단계; 및 상기 온 센터 조타 판단부가 상기 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 대한 각각의 보상게인을 모두 테이블 화 시킨 후, 각 센싱 정보에 대한 보상게인을 모두 곱하여 온 센터 구간 주행에 대한 최종 보상게인을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는, 차속 80 ~ 100(KPH), 횡 가속도 0.2g 미만, 조향각 20도 이내, 및 조타 속도 0.2Hz 이내를 기준으로 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키기 전에, 보상게인 램프 업다운 제어부가 미리 지정된 램프(RAMP) 업다운 값을 상기 보상게인에 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 온 센터(On-Center) 구간의 중 고속 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시킴으로써, 온 센터 구간의 조타 시 단단하면서 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 조향 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치에서 온 센터 조타 여부에 따른 K 게인의 변경 시 출력변화를 나타낸 보드선도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치에서 온 센터 조타 여부에 따른 K 게인의 변경 시 횡가속도(LATAC : Lateral Acceleration)에 대한 조타토크의 변화 그래프를 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법의 일 실시 예를 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 실시 예에 따른 전동식 조향 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 전동식 조향 장치는, 온 센터 조타 판단부(110), 중고속 판단부(120), 제1 곱셈기(130), 온 센터 조타 최종 판단 및 보상게인 산출부(140), 보상게인 RAMP 업다운 제어부(150), K 게인(Gain) 출력부(160), 제2 곱셈기(170), 및 위상 보상기(180)를 포함한다.
상기 온 센터 조타 판단부(110)는 센서부(미도시)를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단한다.
상기 중고속 판단부(120)는 센서부(미도시)를 통해 감지된 차속 정보에 기초하여 차량의 속도가 중고속(예 : 80 ~ 100KPH)에 해당하는지 판단한다.
상기 제1 곱셈기(130)는 상기 온 센터 조타 판단부(110)에서 판단한 온 센터 조타 판단 값과 상기 중고속 판단부(120)에서 판단한 중고속 판단 값을 곱셈 연산한다.
상기 온 센터 조타 최종 판단 및 보상게인 산출부(140)는 상기 제1 곱셈기(130)에서 상기 온 센터 조타 판단 값과 상기 중고속 판단 값을 곱셈 연산한 결과 값을 바탕으로 온 센터 조타 여부를 최종 판단하고, 상기 판단한 최종 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 산출한다.
예컨대 본 실시 예에서 온 센터(On-Center) 구간의 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시키기 위해서는, 먼저 운전자가 온 센터 구간을 주행을 하고 있는지 판단해야 한다. 즉, 온 센터 구간을 주행하는지 여부는 조향각, 횡가속도, 조향 각속도, 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 조합하여 판단할 수 있다. 일 예로, 상기 횡가속도는 차량이 현재 평지주행 조건 상태인지 또는 차량의 기울기를 판단하는 기준이 될 수 있다.
일반적으로 조향감(또는 조타감)의 판단이나 평가를 위한 기준이 되는 온 센터 주행 조건은, 차속이 80 ~ 100(KPH)이며, 횡 가속도는 0.2g 미만, 조향각은 20도 이내, 조타 속도는 0.2Hz 이내로 정의하고 있다.
여기서 상기 각각의 요소들을 모두 테이블 화 시키면 온 센터 주행에 대한 판별 퍼센티지(%)를 산출할 수 있다. 즉, 온 센터 주행에 대한 판별 퍼센티지(%)가 높을수록(즉, 100%에 가까울수록) 온 센터 주행일 확률이 높은 것을 의미한다.
가령, 횡가속도 vs 보상게인, 차속 vs 보상게인, 조향각(또는 모터각) vs 보상게인 등으로 테이블 화 시킨다.
예컨대 차속 vs 보상게인을 아래 표1과 같이 테이블 화 시킬 수 있으며, 상기 다른 입력 신호(또는 센싱 정보)에 대한 보상게인도 이와 마찬가지 방식으로 각기 테이블 화 시킬 수 있다.
차속[x축] 60 70 80 90 100
보상게인[y축] 0 0.3 0.5 0.8 1.0
그리고 상기 각 입력 신호(또는 센싱 정보)별 출력에 대한 보상게인을 모두 곱하게 되면, 온 센터 구간 주행에 대한 판별 퍼센티지(%)가 산출될 수 있다.
예컨대 100KPH 차속에서 조향각이 0[deg]이고, 조향각속도도 0[RPS], 횡가속도가 0g라면, 온 센터 구간 주행으로 최종 판단할 수 있고, 이에 따른 보상게인은 1이 되는 것이다.
상기와 같이 차량의 특성에 따라 튜닝을 실시하고, 차속뿐만 아니라 횡가속도, 조향각속도, 조향각 등에 대해서 상기와 같이 테이블 화 시켜 각각의 조건에 따라 곱해진 최종 값에 기초하여, 온 센터 주행 중인지 아닌지 여부, 및 얼마만큼 온 센터 주행 조건을 만족하는지 등의 판단이 가능하다.
예컨대 상기 온 센터 주행 조건 판단을 위한 항목(즉, 온 센터 주행 조건 판단을 위한 입력 신호나 센싱 정보) 중 어느 하나라도 온 센터 주행 조건을 벗어난다면, 즉 상기 온 센터 주행 조건 판단을 위한 항목(즉, 온 센터 주행 조건 판단을 위한 입력 신호나 센싱 정보) 중 어느 하나라도 보상게인이 0이 된다면, 각 항목에 대한 보상게인을 모두 곱한 값(예 : [횡가속도 만족 게인] * [차속 만족게인] * [조향각 만족게인] * [조향각속도 만족게인])이 결과적으로 0이 되므로, 결국 보상이 이루어지지 않게 된다.
상기와 같이 각 항목(즉, 온 센터 주행 조건 판단을 위한 입력 신호나 센싱 정보)별 테이블 화 및 보상게인의 곱으로 온 센터 주행을 판단하고, 조향각 0도 및 횡가속도 0, 조향 각속도 0, 및 차속 80 ~ 100(KPH) 이상 수준을 최대 온 센터 보상게인 기준으로 설정한다면, 그에 따른 온 센터 주행 판단 및 필요 보상게인 값의 산출이 가능하다.
상기와 같이 온 센터 주행 판단 및 필요 보상게인 값이 산출되면, 보상게인을 바로 적용하는 것이 아니라, 상기 보상게인 램프 업다운 제어부(150)를 통해 미리 지정된 램프 업다운 값만큼 보상게인 출력을 램프 업다운(즉, RAMP UP 또는 DOWM) 제어하게 된다. 이때 상기 램프 업다운 값은 미리 지정될 수 있다. 즉, 상기 산출된 보상게인 값을 곧바로 적용하는 것이 아니라, 상기 미리 지정된 램프 업다운 값에 따라 서서히 적용하는 것이다.
왜냐하면, 가령 운전자가 직진 주행을 할 때 100KPH 이상 도달해서 최대(MAX) 보상게인이 발생한다면, 보상이 갑자기 커지게 되어 조타 이질감이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 온 센터 주행이 판단되고 해당하는 보상게인이 발생할 경우, 램프 다운(RAMP DOWN)이나 램프 업(RAMP UP)으로 조정된 보상게인을 출력함으로써, 조타 이질감 없이 운전자가 서서히 든든하고 안정적인 조타를 할 수 있도록 해준다.
반대로 온 센터 주행 중 온 센터 구간을 벗어나는 조타를 하거나 오프센터가 포함되는 조타를 할 경우, 온 센터 주행 시 적용되었던 보상게인을 바로 줄여버리면 조타 이질감이 발생할 수 있다. 따라서 이때에도 상기 온 센터 구간을 벗어나는 조타를 하거나 오프센터가 포함되는 조타에 맞게 보상게인을 램프 업다운(즉, RAMP UP 또는 DOWM)으로 조정하여 출력함으로써, 운전자가 조타 이질감이 없이 조타를 실시하도록 해준다.
이때 상기 보상게인으로 K 값(즉, K 게인(Gain))을 처리하게 되는데, 이는 MDPS 로직에 적용되어 있는 위상(Phase) 보상기(180)를 제어하기 위함이다.
상기 K 게인(Gain) 출력부(160)는 센서부(미도시)의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 값(즉, K 게인 값)을 출력한다.
상기 제2 곱셈기(170)를 통해 상기 K 게인(Gain) 출력부(160)에서 출력된 K 게인(Gain)(즉, 래그-리드(lag-lead) 필터의 인자)에 상기 보상게인 램프 업다운 제어부(150)에서 램프 업다운 적용된 보상게인을 곱한 값(즉, 보상게인이 적용된 K 게인)을 상기 위상 보상기(180)에 출력한다.
참고로 상기 위상(Phase) 보상기(180)의 전달함수는 G(s)=(s+ω)/(s+Kω) + (s+ω)/(s+ω/K)이다. 여기서 s는 라플라스 연산자이고 ω는 각속도이다.
이에 따라 상기 K 게인(Gain)이 낮아지면(또는 작아지면) MDPS 출력의 게인 응답(magnitude)은 떨어지나(즉, 게인 응답이 떨어지면 단단하고 강성감 있는 조타감을 느끼게 됨), 미세조타 영역의 위상(Phase) 응답은 올라가게(즉, 빨라지게) 된다(도 2 참조).
즉, 종래에는 상기 차속과 컬럼토크에 의해 미리 지정된 K 게인 값이 그대로 사용되었으나 본 실시예에서는 온 센터 조타 여부에 따라 상기 K 게인 값을 가변하여 위상 보상기(180)에 출력함으로써, 온 센터(On-Center) 구간의 중 고속 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시켜서 온 센터 구간의 조타 시 단단하면서 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 제공할 수 있도록 하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치에서 온 센터 조타 여부에 따른 K 게인의 변경 시 출력변화를 나타낸 보드선도로서, K 게인의 변화에 따른 응답(Magnitude)의 크기 변화 및 위상(Phase)의 크기 변화를 보인 것이다.
도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따라 K 게인이 낮아지면(또는 작아지면) 응답(Magnitude)의 크기가 떨어져(또는 낮아져) 단단한 느낌의 조타감을 갖게 하고, 또한 K 게인이 낮아지면(또는 작아지면) 위상(Phase)의 크기는 올라가(즉, K 게인이 높아질 때보다 위상(Phase)의 크기 상대적으로 더 높아져) 응답성이 향상됨으로써 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 갖게 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치에서 온 센터 조타 여부에 따른 K 게인의 변경 시 횡가속도(LATAC : Lateral Acceleration)에 대한 조타토크의 변화 그래프를 보인 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 온 센터 조향 시 K 게인의 변경을 통해 현재의 온 센터 조타감 그래프 대비 목표 온 센터 조타감 그래프를 비교할 때, 조타토크가 증가하면서 온 센터 조타 시 든든감(또는 단단함)이 증가하고, 기울기가 증가하면서 스티어링 강성감(즉, 온 센터 시 스티어링 변형을 위해 오프 센터 시 보다 더 많은 힘을 주어야 하는 정도에 대한 감)이 증가하는 것을 알 수 있다.
다만 상기 도 3에 대한 조타감의 설명은 보다 쉬운 이해를 돕기 위해서 기재한 것이므로, 이에 대한 기술적인 이해는 그래프에 표시된 횡가속도(LATAC) 값, 조타토크, 및 기울기 값에 기초하여 이해되어야 함에 유의한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 온 센터 조타 판단부(110)가 센서부(미도시)를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단하고(S101), 중고속 판단부(120)가 센서부(미도시)를 통해 감지된 차속 정보에 기초하여 차량의 속도가 중고속(예 : 80 ~ 100KPH)에 해당하는지 판단하며(S102), 또한 상기 온 센터 조타 판단부(110)에서 판단한 온 센터 조타 판단 값과 상기 중고속 판단부(120)에서 판단한 중고속 판단 값을 곱셈 연산한 값에 기초하여, 온 센터 조타 최종 판단 및 보상게인 산출부(140)가 온 센터 조타 여부를 최종 판단하고, 상기 판단한 최종 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 산출한다(S103).
상기와 같이 온 센터 주행 판단 및 필요 보상게인 값이 산출되면, 보상게인 램프 업다운 제어부(150)가 상기 미리 지정된 램프 업다운 값만큼 보상게인 출력을 램프 업다운(즉, RAMP UP 또는 DOWM) 제어하여 조타 이질감이 발생하는 것을 방지한다(S104).
또한 K 게인(Gain) 출력부(160)가 센서부(미도시)의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 값(즉, K 게인 값)을 출력하는데, 상기 제2 곱셈기(170)를 통해 상기 K 게인(Gain) 출력부(160)에서 출력된 K 게인(Gain)(즉, 래그-리드(lag-lead) 필터의 인자)에 상기 보상게인 램프 업다운 제어부(150)에서 램프 업다운 적용된 보상게인을 곱한 값(즉, 보상게인이 적용된 K 게인)을 상기 위상 보상기(180)에 출력한다(S105).
또한 상기 위상 보상기(180)는 상기 보상게인이 적용된 K 게인이 반영된 최종 MDPS 신호를 출력한다(S106). 이에 따라 상기 K 게인(Gain)이 낮아지면(또는 작아지면) MDPS 출력의 게인 응답(magnitude)은 떨어지나(즉, 게인 응답이 떨어지면 단단하고 강성감 있는 조타감을 느끼게 됨), 미세조타 영역의 위상(Phase) 응답은 올라가게(즉, 빨라지게) 된다.
상기와 같이 본 실시예는 온 센터(On-Center) 구간의 중 고속 주행 시 조타의 안정성과 응답성을 향상시킴으로써, 온 센터 구간의 조타 시 단단하면서 다이나믹한 조향감(또는 조타감)을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 온 센터 조타 판단부 120 : 중고속 판단부
130 : 제1 곱셈기
140 : 온 센터 조타 최종 판단 및 보상게인 산출부
150 : 보상게인 RAMP 업다운 제어부 160 : K 게인(Gain) 출력부
170 : 제2 곱셈기 180 : 위상 보상기

Claims (11)

  1. 센서부의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 K 게인 값을 출력하는 K 게인(Gain) 출력부;
    온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키는 곱셈기; 및
    상기 가변시킨 K 게인 값을 인가받아 응답(Magnitude)과 위상(Phase)의 크기가 변화된 최종 MDPS(Motor Driven Power Steering) 신호를 출력하는 위상 보상기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 K 게인 값은,
    상기 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정되는 값으로서,
    래그-리드(lag-lead) 필터의 인자인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온 센터 조타 여부 판단을 위한 온 센터 조타 판단부;를 더 포함하고,
    상기 온 센터 조타 판단부는 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는,
    차속 80 ~ 100(KPH), 횡 가속도 0.2g 미만, 조향각 20도 이내, 및 조타 속도 0.2Hz 이내를 기준으로 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는,
    상기 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 대한 각각의 보상게인을 모두 테이블 화 시킨 후,
    각 센싱 정보에 대한 보상게인을 모두 곱하여 온 센터 구간 주행에 대한 최종 보상게인을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 램프 업다운 시키기 위한 보상게인 램프 업다운 제어부;를 더 포함하며,
    상기 곱셈기를 통해 K 게인 값을 가변시키기 위한 보상게인 값은, 상기 보상게인 램프 업다운 제어부를 통해 미리 지정된 램프(RAMP) 업다운 값이 적용된 보상게인 값인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  7. K 게인(Gain) 출력부가 센서부의 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정된 K 게인 값을 출력하는 단계;
    곱셈기를 통해 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키는 단계; 및
    상기 가변시킨 K 게인 값을 위상 보상기가 인가받아 응답(Magnitude)과 위상(Phase)의 크기가 변화된 최종 MDPS(Motor Driven Power Steering) 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 K 게인 값은,
    상기 차속 정보와 컬럼토크 정보에 기초하여 미리 설정되는 값으로서,
    래그-리드(lag-lead) 필터의 인자인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 K 게인 값에 곱하기 위한 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 산출하기 위하여,
    온 센터 조타 판단부가 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 기초하여 온 센터 조타를 판단하는 단계; 및
    상기 온 센터 조타 판단부가 상기 센서부를 통해 감지된 조향각, 횡가속도, 차속, 및 조향각속도 정보에 대한 각각의 보상게인을 모두 테이블 화 시킨 후, 각 센싱 정보에 대한 보상게인을 모두 곱하여 온 센터 구간 주행에 대한 최종 보상게인을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 온 센터 조타 판단부는,
    차속 80 ~ 100(KPH), 횡 가속도 0.2g 미만, 조향각 20도 이내, 및 조타 속도 0.2Hz 이내를 기준으로 온 센터 조타를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 온 센터 조타 여부에 따른 보상게인을 상기 K 게인 값에 곱하여 상기 K 게인 값을 가변시키기 전에,
    보상게인 램프 업다운 제어부가 미리 지정된 램프(RAMP) 업다운 값을 상기 보상게인에 적용하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.
KR1020180013404A 2018-02-02 2018-02-02 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 KR102397108B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180013404A KR102397108B1 (ko) 2018-02-02 2018-02-02 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180013404A KR102397108B1 (ko) 2018-02-02 2018-02-02 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20190093946A true KR20190093946A (ko) 2019-08-12
KR102397108B1 KR102397108B1 (ko) 2022-05-13
KR102397108B9 KR102397108B9 (ko) 2023-05-11

Family

ID=67625002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180013404A KR102397108B1 (ko) 2018-02-02 2018-02-02 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102397108B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113844531A (zh) * 2021-10-20 2021-12-28 上海汽车工业(集团)总公司 Eps目标转速、助力力矩计算方法和模块及转角跟随控制方法和系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004098754A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
KR20130044733A (ko) * 2011-10-24 2013-05-03 현대모비스 주식회사 전동 유압식 파워 스티어링 시스템의 조향 제어 방법 및 장치
KR20160104254A (ko) * 2015-02-26 2016-09-05 현대자동차주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향토크 보상 제어 방법
KR20170059113A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 주식회사 만도 프릭션 보상 제어 장치, 방법 및 프릭션 보상 제어 기능을 구비한 조향 장치
KR20180007062A (ko) * 2016-07-11 2018-01-22 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004098754A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
KR20130044733A (ko) * 2011-10-24 2013-05-03 현대모비스 주식회사 전동 유압식 파워 스티어링 시스템의 조향 제어 방법 및 장치
KR20160104254A (ko) * 2015-02-26 2016-09-05 현대자동차주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향토크 보상 제어 방법
KR20170059113A (ko) * 2015-11-20 2017-05-30 주식회사 만도 프릭션 보상 제어 장치, 방법 및 프릭션 보상 제어 기능을 구비한 조향 장치
KR20180007062A (ko) * 2016-07-11 2018-01-22 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113844531A (zh) * 2021-10-20 2021-12-28 上海汽车工业(集团)总公司 Eps目标转速、助力力矩计算方法和模块及转角跟随控制方法和系统
CN113844531B (zh) * 2021-10-20 2022-06-17 上海汽车工业(集团)总公司 Eps目标转速、助力力矩计算方法和模块及转角跟随控制方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR102397108B9 (ko) 2023-05-11
KR102397108B1 (ko) 2022-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4367383B2 (ja) 車両の操舵アシスト装置
EP1764284B1 (en) Method and system for improved active damping of steering systems
KR102307258B1 (ko) 전동식 동력 조향장치의 조향복원 제어장치 및 그 방법
KR102341111B1 (ko) 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법
US20120191301A1 (en) Safety device for an electric power steering system
KR102646187B1 (ko) 차량의 전자식 조향장치 및 그 제어방법
US10173716B2 (en) Steering return control apparatus and method of motor driven power steering
KR102172576B1 (ko) Mdps 시스템의 프릭션 보상 제어 장치 및 방법
KR102373870B1 (ko) 전동식 조향장치의 노면상태 감지장치 및 그 제어방법
US9821842B2 (en) Rear wheel steering system and control method thereof
CN112061228B (zh) 用于估算电机驱动的动力转向系统的柱扭矩的装置及方法
EP3009332B1 (en) Electric power steering device
KR102048185B1 (ko) 전동식 조향장치의 비상 조향장치 및 방법
KR102397108B1 (ko) 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법
KR102020752B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법
US9216762B2 (en) Apparatus and method for driving motor driven power steering
KR102533963B1 (ko) 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법
KR102439103B1 (ko) 전동식 조향장치 및 그 제어방법
KR101767877B1 (ko) 전동식 조향 시스템의 출력 제어 방법
KR101619646B1 (ko) 능동 전륜 조향 시스템의 리드스티어 제어 방법
KR20140146490A (ko) 능동 전륜 조향장치의 제어방법
KR20190016194A (ko) 조향 제어 장치 및 방법
KR20180120827A (ko) 전동식 조향장치의 토크 보상장치 및 그 제어방법
KR20180101037A (ko) 차량의 후륜 조향 제어장치 및 그 방법
KR20180067822A (ko) 전동식 조향 시스템의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]