KR20200077001A - 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법에 관한 것이다. 토크값 제공 장치는 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 추정부, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 판단부 및 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.

Description

토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법{APPARATUS FOR PROVIDING TORQUE VALUE, APPARATUS FOR COMPENSATING STEERING TORQUE, STEERING APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING STEERING TORQUE}
본 실시예들은 조향 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조향 시스템은 차량의 운전자가 조향 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 바퀴의 조향 각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 조향 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
이러한 전동식 파워 조향 시스템은 차량의 속도상태 및 토크상태에 따라 모터를 구동시켜 저속 운행시, 차량의 운전자에게 가벼우면서 편안한 조향감, 고속 운행시, 차량의 운전자에게 무거우면서 안전한 조향감, 비상 시, 차량의 운전자에게 급속한 조향이 이루어질 수 있도록 최적의 조향 상태를 제공할 수 있다.
최근에는 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있는 전동식 파워 조향 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 실시예들의 목적은 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 제공할 수 있는 토크값 제공 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 반영하여 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있는 조향 토크 보상 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 반영하여 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있는 조향 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 실시예들의 목적은, 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 반영하여 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있는 조향 토크 보상 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 추정부, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 판단부 및 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력하는 출력부를 포함하는 토크값 제공 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력하는 토크값 제공 모듈 및 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 토크 보상 모듈을 포함하는 조향 토크 보상 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 조향 토크 센서를 통해 조향 휠의 조향 토크 정보를 획득하고, 조향 각 센서를 통해 조향 휠의 조향 각 정보를 획득하며, 조향 모터 위치 센서를 통해 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 획득하는 정보 획득 모듈, 조향 토크 센서의 조향 토크 정보에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 모터 제어 모듈 및 조향 각 센서의 조향 각 정보와 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 토크 보상 모듈을 포함하되, 상기 조향 모터 제어 모듈은, 상기 어시스트 전류값과 상기 조향 보상 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예들의 일 측면은, 조향 각 센서의 조향 각 정보와 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 단계, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 단계 및 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함하는 조향 토크 보상 방법을 제공하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들의 토크값 제공 장치에 따르면, 조향 토크 센서가 포화된 경우, 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력함으로써, 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들의 조향 토크 보상 장치에 따르면, 조향 토크 센서의 출력값을 토크 보상 제어로 사용하지 못하게 되는 경우, 조향 각 센서의 조향 각과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각을 이용하여 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 토크 보상 제어로 활용하여 토크 변동(fluctuation)을 보상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 토크 보상 모듈을 설명하기 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법을 설명하기 위한 전체적인 순서도이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 7 내지 도 10은 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 11 내지 도 15는 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 16은 본 실시예들에 따른 차량의 상태 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 실시예들에 따른 조향 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치 및 조향 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
이하, 본 실시예들의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 실시예들의 개시가 완전하도록 하며, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 실시예들은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 실시예들의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 실시예들의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 실시예들의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법을 설명한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치(100)는 추정부(120), 판단부(130) 및 출력부(140) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치(100)는 입력부(110)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
입력부(110)는 조향 휠의 조향 토크 정보, 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공받을 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 토크 정보는 조향 휠의 조향 토크값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 토크에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 휠의 조향 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 모터의 조향 모터 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
추정부(120)는 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 추정부(120)는 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
구체적으로, 추정부(120)는 입력부(110)와 연결될 수 있다. 추정부(120)는 입력부(110)로부터 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 제공받을 수 있다. 추정부(120)는 입력부(110)로부터 제공받은 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 각 센서의 조향 각도값을 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 위치 센서의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있다.
이에, 추정부(120)는 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
구체적으로, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
운전자에 의한 조향 휠의 토크값 = 토션바 상수값 × 토션바의 비틀린 각도값
상술한 수학식 1에 의해, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 토션바 상수값과 토션바의 비틀린 각도값을 곱하여 산출될 수 있는데, 토션바 상수값은 상술한 바와 같이 기 설정된 설계값일 수 있어, 토션바의 비틀린 각도값을 산출한다면, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값을 산출할 수 있다.
이에, 본 실시예들에 따른 추정부(120)는 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값의 차이값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 곱하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 토션바 상수값이 2.4 Nm/1deg이고, 조향 각 센서의 조향 각도값이 201 deg 이며, 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값이 200 deg인 경우, 조향 휠의 조향 토크값은 2.4 × (201 - 200) = 2.4 N으로 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 휠의 조향 각은 조향 휠 방향에 있는 각도 정보이고, 조향 모터의 조향 모터 각은 휠 방향에 있는 각도 정보일 수 있다. 이에, 조향 휠의 조향 각과 조향 모터의 조향 모터 각은 이론적으로 기구의 비틀림이 없을 경우가 없다.
다만, 토크의 비틀림이 있는 경우, 토크가 비틀어진 방향으로 조향 휠의 조향 각이 조향 모터의 조향 모터 각보다 더 크게 출력될 수 있다. 이에, 토션바의 비틀린 각도값에 토션바 상수값을 곱할 경우, 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
판단부(130)는 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
예컨대, 판단부(130)는 조향 토크 센서의 조향 토크값을 이용하여 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 판단부(130)는 조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
즉, 판단부(130)는 입력부(110)와 연결될 수 있다. 판단부(130)는 입력부(110)로부터 조향 토크 센서의 조향 토크값을 제공받을 수 있다. 판단부(130)는 입력부(110)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 하나의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최대값을 의미할 수 있으며, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최소값을 의미할 수 있다.
이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값으로 이루어지는 경우, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
또한, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있으므로, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값은 한 개의 값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 포함할 수 있다. 그리고, 기 설정된 조향 토크값이 복수 개의 값을 포함하는 경우, 복수 개의 값이 서로 동일한 값을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 다른 값을 가질 수 있다.
특히, 기 설정된 조향 토크값은 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)일 수 있다. 이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
예컨대, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 장치의 하드웨어(일 예로, 스토퍼 등)에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 토크 센서의 포화는 조향 장치의 스토퍼에 의해 비틀린 양의 크기가 제한되므로, 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 출력 한계에서 조향 장치의 하드웨어(일 예로, 스토퍼 등) 요소에 따른 영향을 반영하여 설정될 수 있다.
판단부(130)는 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
일 예에서, 판단부(130)는 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다.
다른 예에서, 판단부(130)는 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘지 않는 경우, 조향 토크 센서가 미포화된 것으로 판단할 수 있다.
출력부(140)는 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라 추정된 조향 휠의 조향 토크값 또는 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
일 예로, 출력부(140)는 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 포화된 경우, 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
다른 예에서, 출력부(140)는 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
구체적으로, 출력부(140)는 입력부(110)와 연결될 수 있다. 출력부(140)는 입력부(110)로부터 조향 휠의 조향 토크 정보를 제공받을 수 있다. 또한, 출력부(140)는 추정부(120)와 연결될 수 있다. 출력부(140)는 추정부(120)로부터 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 제공받을 수 있다. 또한, 출력부(140)는 판단부(130)와 연결될 수 있다. 출력부(140)는 판단부(130)로부터 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과를 제공받을 수 있다.
그리고, 출력부(140)는 판단부(130)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라 추정부(120)로부터 제공받은 추정된 조향 휠의 조향 토크값 또는 입력부(110)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
일 예로, 출력부(140)는 판단부(130)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 포화된 경우, 추정부(120)로부터 제공받은 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
다른 예에서, 출력부(140)는 판단부(130)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 입력부(110)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
상술한 봐와 같이, 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치는 조향 토크 센서가 포화된 경우, 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력함으로써, 조향 휠의 조향 토크를 정확하게 제공할 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 장치(200)는 토크값 제공 모듈(210) 및 토크 보상 모듈(220) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 도 1을 참조하여 상술한 토크값 제공 장치(100)와 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 후술할 토크값 제공 모듈(210)은 도 1을 참조하여 상술한 토크값 제공 장치(100)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
구체적으로, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 휠의 조향 토크 정보, 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공받을 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 토크 정보는 조향 휠의 조향 토크값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 토크에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 휠의 조향 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 모터의 조향 모터 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 각 센서의 조향 각도값을 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 위치 센서의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있다.
이에, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
구체적으로, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
운전자에 의한 조향 휠의 토크값 = 토션바 상수값 × 토션바의 비틀린 각도값
상술한 수학식 1에 의해, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 토션바 상수값과 토션바의 비틀린 각도값을 곱하여 산출될 수 있는데, 토션바 상수값은 상술한 바와 같이 기 설정된 설계값일 수 있어, 토션바의 비틀린 각도값을 산출한다면, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값을 산출할 수 있다.
이에, 본 실시예들에 따른 토크값 제공 모듈(210)은 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값의 차이값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 곱하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 토션바 상수값이 2.4 Nm/1deg이고, 조향 각 센서의 조향 각도값이 201 deg 이며, 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값이 200 deg인 경우, 조향 휠의 조향 토크값은 2.4 × (201 - 200) = 2.4 N으로 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 휠의 조향 각은 조향 휠 방향에 있는 각도 정보이고, 조향 모터의 조향 모터 각은 휠 방향에 있는 각도 정보일 수 있다. 이에, 조향 휠의 조향 각과 조향 모터의 조향 모터 각은 이론적으로 기구의 비틀림이 없을 경우가 없다.
다만, 토크의 비틀림이 있는 경우, 토크가 비틀어진 방향으로 조향 휠의 조향 각이 조향 모터의 조향 모터 각보다 더 크게 출력될 수 있다. 이에, 토션바의 비틀린 각도값에 토션바 상수값을 곱할 경우, 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
예컨대, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 이용하여 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
즉, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 하나의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최대값을 의미할 수 있으며, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최소값을 의미할 수 있다.
이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값으로 이루어지는 경우, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
또한, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있으므로, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값은 한 개의 값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 포함할 수 있다. 그리고, 기 설정된 조향 토크값이 복수 개의 값을 포함하는 경우, 복수 개의 값이 서로 동일한 값을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 다른 값을 가질 수 있다.
특히, 기 설정된 조향 토크값은 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)일 수 있다. 이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
예컨대, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 토크 센서의 포화는 조향 장치의 스토퍼에 의해 비틀린 양의 크기가 제한되므로, 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 출력 한계에서 조향 장치의 하드웨어(일 예로, 스토퍼 등) 요소에 따른 영향을 반영하여 설정될 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
일 예에서, 토크값 제공 모듈(210)은 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다.
다른 예에서, 토크값 제공 모듈(210)은 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘지 않는 경우, 조향 토크 센서가 미포화된 것으로 판단할 수 있다.
토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 또는 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
일 예로, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
다른 예에서, 토크값 제공 모듈(210)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력할 수 있다.
토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
구체적으로, 토크 보상 모듈(220)은 토크값 제공 모듈(210)과 연결될 수 있다. 토크 보상 모듈(220)은 토크값 제공 모듈(210)로부터 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 제공받을 수 있다. 토크 보상 모듈(220)은 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
일 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 토크값 제공 모듈(210)로부터 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 제공받는 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
다른 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 토크값 제공 모듈(210)로부터 조향 토크 센서의 조향 토크값을 제공받는 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
여기서, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성하고, 조향 보상 토크값에 기반하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성하고, 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
도 3은 본 실시예들에 따른 토크 보상 모듈을 설명하기 구체적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 토크 보상 모듈(220)은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
본 실시예들에 따른 토크 보상 모듈(220)은 제 1 토크 보상부(221) 및 제 2 토크 보상부(222) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 토크 보상부(221)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 제 1 토크 보상부(221)는 토크값 제공 모듈(210)과 연결될 수 있다. 제 1 토크 보상부(221)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 제공받을 수 있다.
제 1 토크 보상부(221)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 제 1 토크 보상부(221)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 제 1 토크 보상부(221)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
제 1 토크 보상부(221)는 마찰 보상 제어기(일 예로, static friction 제어기 등)를 포함할 수 있다.
한편, 제 1 조향 보상 전류값은 제 1 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 제 1 토크 보상부(221)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
제 1 토크 보상부(221)는 제 1조향 보상 토크값에 기반하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 제 1 토크 보상부(221)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
제 1 토크 보상부(221)는 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
제 2 토크 보상부(222)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 제 2 토크 보상부(222)는 토크값 제공 모듈(210)과 연결될 수 있다. 제 2 토크 보상부(222)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 제공받을 수 있다.
제 2 토크 보상부(222)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 제 2 토크 보상부(222)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 제 2 토크 보상부(222)는 토크값 제공 모듈(210)로부터 제공받은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
제 2 토크 보상부(222)는 고주파 제어기(일 예로, 부스트(boost) 제어기 등)를 포함할 수 있다.
한편, 제 2 조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 제 2 토크 보상부(222)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
제 2 토크 보상부(222)는 제 2조향 보상 토크값에 기반하여 제 2조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 제 2조향 보상 전류값은 제 2조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 2조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 제 2 토크 보상부(222)는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
제 2 토크 보상부(222)는 제 2 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 2 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
조향 장치에서, 한쪽 랙 끝단으로 조향 휠을 이동한 후, 조향 휠을 강하게 비틀면, 조향 토크 센서의 출력은 기 설정된 조향 토크 센서의 최대값일 수 있으나, 실제 운전자 조향 토크는 조향 토크 센서의 최대 출력값보다 클 수 있다.
이에, 조향 토크 센서의 출력이 포화되어, 실제 조향 휠의 조향 토크를 반영하지 못하면, 조향 토크의 변동에 대한 토크 보상 제어는 동작할 수 없다. 즉, 하이 패스 필터(high pass filter 및 미분 텀(term )은 0일 수 있다.
또한, 조향 휠을 보타하여 그 상태를 유지한다면, OLP(Over Load Protection) 가 동작될 수 있다. OLP 가 동작 되면, 최대 출력을 내던 조향 모터의 출력은 리니어(linear) 하게 저감되고, 줄어든 조향 모터 토크에 의하여, 운전자는 보타가 힘들어지고, 조향 휠의 위치도 토크가 줄어드는 방향으로 함께 변동될 수 있다. 이 상황에서 조향 토크 변동에 대한 토크 보상 제어는 계속 불가능하고 위치 이동 시 기구 프릭션(friction) 등에 의한 토크의 변화가 조향 휠에 전달되고 운전자가 인지하게 된다.
이에, 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 장치(200)는 조향 토크 센서의 출력값을 토크 보상 제어로 사용하지 못하게 되는 경우, 조향 각 센서의 조향 각과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각을 이용하여 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 토크 보상 제어로 활용하여 토크 변동(fluctuation)을 보상할 수 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 조향 장치를 설명하기 전체적인 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 장치(300)는 정보 획득 모듈(310), 조향 토크 보상 모듈(320) 및 조향 모터 제어 모듈(330) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
정보 획득 모듈(310)은 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 정보 획득 모듈(310)은 적어도 하나의 센서를 통해 차량의 상태를 측정할 수 있다. 정보 획득 모듈(310)은 측정된 차량의 상태에 기반하여 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 센서는 조향 토크 센서, 조향 각 센서, 조향 모터 위치 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서(일 예로, 가속 페달 센서(일 예로, 가속 페달 위치 센서), 스로틀 밸브 센서, 엔진 토크 센서, 차 속도 센서(일 예로, 휠 속도 센서 및/또는 후륜 휠 속도 센서 등), 요 레이트 센서, 조향 가속도 센서 등)라도 포함할 수 있다.
여기서, 차량의 상태 정보는 조향 휠의 조향 토크 정보, 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타낼 수 있는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
이에, 정보 획득 모듈(310)은 조향 토크 센서를 통해 조향 휠의 조향 토크 정보를 획득하고, 조향 각 센서를 통해 조향 휠의 조향 각 정보를 획득하며, 조향 모터 위치 센서를 통해 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 획득할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 도 2 내지 도 3을 참조하여 상술한 조향 토크 보상 장치(200)와 동일한 구성요소로 이해할 수 있으므로, 후술할 조향 토크 보상 모듈(320)은 도 2 내지 도 3을 참조하여 상술한 조향 토크 보상 장치(200)의 기능을 모두 수행할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 각 센서의 조향 각 정보와 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 조향 토크 보상 모듈(320)은 정보 획득 모듈(310)과 연결될 수 있다. 조향 토크 보상 모듈(320)은 정보 획득 모듈(310)로부터 조향 토크 센서의 조향 휠의 조향 토크 정보, 조향 각 센서를 통해 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터 위치 센서의 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공받을 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 토크 정보는 조향 휠의 조향 토크값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 토크에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 휠의 조향 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 조향 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 모터의 조향 모터 각에 포함된 정보(일 예로, 크기, 위상, 주파수 등)라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 각 센서의 조향 각도값을 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 위치 센서의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있다.
이에, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
구체적으로, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
운전자에 의한 조향 휠의 토크값 = 토션바 상수값 × 토션바의 비틀린 각도값
상술한 수학식 1에 의해, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 토션바 상수값과 토션바의 비틀린 각도값을 곱하여 산출될 수 있는데, 토션바 상수값은 상술한 바와 같이 기 설정된 설계값일 수 있어, 토션바의 비틀린 각도값을 산출한다면, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값을 산출할 수 있다.
이에, 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값의 차이값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 곱하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 토션바 상수값이 2.4 Nm/1deg이고, 조향 각 센서의 조향 각도값이 201 deg 이며, 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값이 200 deg인 경우, 조향 휠의 조향 토크값은 2.4 × (201 - 200) = 2.4 N으로 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 휠의 조향 각은 조향 휠 방향에 있는 각도 정보이고, 조향 모터의 조향 모터 각은 휠 방향에 있는 각도 정보일 수 있다. 이에, 조향 휠의 조향 각과 조향 모터의 조향 모터 각은 이론적으로 기구의 비틀림이 없을 경우가 없다.
다만, 토크의 비틀림이 있는 경우, 토크가 비틀어진 방향으로 조향 휠의 조향 각이 조향 모터의 조향 모터 각보다 더 크게 출력될 수 있다. 이에, 토션바의 비틀린 각도값에 토션바 상수값을 곱할 경우, 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
예컨대, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 조향 토크값을 이용하여 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
즉, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 하나의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최대값을 의미할 수 있으며, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최소값을 의미할 수 있다.
이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값으로 이루어지는 경우, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
또한, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있으므로, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값은 한 개의 값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 포함할 수 있다. 그리고, 기 설정된 조향 토크값이 복수 개의 값을 포함하는 경우, 복수 개의 값이 서로 동일한 값을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 다른 값을 가질 수 있다.
특히, 기 설정된 조향 토크값은 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)일 수 있다. 이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치(300)의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
예컨대, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 토크 센서의 포화는 조향 장치(300)의 스토퍼에 의해 비틀린 양의 크기가 제한되므로, 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 출력 한계에서 조향 장치(300)의 하드웨어(일 예로, 스토퍼 등) 요소에 따른 영향을 반영하여 설정될 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 비교 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘지 않는 경우, 조향 토크 센서가 미포화된 것으로 판단할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
여기서, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성하고, 조향 보상 토크값에 기반하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성하고, 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
한편, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 모듈(320)은 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나와, 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 마찰 보상 제어기(일 예로, static friction 제어기 등)를 포함할 수 있다.
한편, 제 1 조향 보상 전류값은 제 1 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 제 1조향 보상 토크값에 기반하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈(320)은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 고주파 제어기(일 예로, 부스트(boost) 제어기 등)를 포함할 수 있다.
한편, 제 2 조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 제 2조향 보상 토크값에 기반하여 제 2조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
특히, 제 2조향 보상 전류값은 제 2조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 2조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 조향 토크 보상 모듈(320)은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
조향 토크 보상 모듈(320)은 제 2 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 2 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
조향 모터 제어 모듈(330)은 조향 토크 센서의 조향 토크 정보에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
구체적으로, 조향 모터 제어 모듈(330)은 정보 획득 모듈(310)과 연결될 수 있다. 조향 모터 제어 모듈(330)은 정보 획득 모듈(310)로부터 차량의 상태 정보를 제공받을 수 있다. 조향 모터 제어 모듈(330)은 정보 획득 모듈(310)로부터 제공받은 차량의 상태 정보(일 예로, 조향 토크 정보 등)에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성(또는, 산출)할 수 있다.
특히, 어시스트 전류값은 어시스트 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 어시스트 전류값은 어시스트 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 조향 모터 제어 모듈(330)은 정보 획득 모듈(310)로부터 제공받은 차량의 상태 정보(일 예로, 조향 토크 정보 등)에 기반하여 어시스트 토크값을 생성하고, 어시스트 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 어시스트 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 어시스트 전류값을 생성할 수 있다.
조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
구체적으로, 조향 모터 제어 모듈(330)은 게이트 드라이버를 통해 어시스트 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 어시스트 전류를 생성하며, 어시스트 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 전류값과 조향 보상 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
구체적으로, 조향 모터 제어 모듈(330)은 조향 토크 보상 모듈(320)과 연결될 수 있다. 조향 모터 제어 모듈(330)은 조향 토크 보상 모듈(320)로부터 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 제공받을 수 있다.
조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나, 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
일 예에서, 조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 토크값과 조향 보상 토크값을 합하여 최종 토크값을 생성(또는, 산출)하고, 최종 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 최종 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 최종 전류값을 생성할 수 있다.
그리고, 조향 모터 제어 모듈(330)은 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 전류값과 조향 보상 전류값을 합하여 최종 전류값을 생성(또는, 산출)할 수 있다.
그리고, 조향 모터 제어 모듈(330)은 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
한편, 조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나, 제 1 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나, 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
일 예에서, 조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 토크값과, 제 1 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 토크값 중 적어도 하나와 합하여 최종 토크값을 생성(또는, 산출)하고, 최종 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 최종 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 최종 전류값을 생성할 수 있다.
그리고, 조향 모터 제어 모듈(330)은 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 조향 모터 제어 모듈(330)은 어시스트 전류값과, 제 1 조향 보상 전류값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나와 합하여 최종 전류값을 생성(또는, 산출)할 수 있다.
그리고, 조향 모터 제어 모듈(330)은 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
조향 모터(340)는 어시스트 전류에 기반하여 동작이 제어될 수 있다.
구체적으로, 조향 모터(340)는 조향 모터 제어 모듈(330)과 연결될 수 있다. 조향 모터는 조향 모터 제어 모듈(330)로부터 어시스트 전류(또는, 최종 전류)을 제공받을 수 있다. 조향 모터(340)는 조향 모터 제어 모듈(330)로부터 제공받은 어시스트 전류(또는, 최종 전류)에 기반하여 동작이 제어되어, 차량의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 모터(340)는 싱글 와인딩(single winding) 타입의 모터 및 듀얼 와인딩(dual winding) 타입의 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 조향을 어시스트할 수 있는 모터라면, 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
조향 모터(340)는 3상 모터 및 5상 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 조향을 어시스트할 수 있는 모터라면, 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
상술한 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치(100), 조향 토크 보상 장치(200) 및 조향 장치(300)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전자적으로 제어할 수 있는 장치(또는, 시스템)라면 어떠한 제어 장치(또는, 시스템)라도 포함할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법에 대해 설명한다. 특히, 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치 및 조향 장치와 중복되는 부분은 설명의 간명성을 위하여 이하에서 생략한다.
본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법은 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치 및 조향 장치를 통해 수행될 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법을 설명하기 위한 전체적인 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법은 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 단계(S100), 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 단계(S200) 및 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 단계(S300) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다(S100).
이후, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다(S200).
이후, 단계 S200의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라, 단계 S100에서 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다(S300).
일 예에서, 조향 토크 보상 모듈은 단계 S200의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 단계 S100에서 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 보상 모듈은 단계 S200의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크를 보상할 수 있다.
도 6은 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 방법은 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다(S110).
여기서, 조향 휠의 조향 각 정보는 조향 각 센서의 조향 각도값을 포함할 수 있다.
여기서, 조향 모터의 조향 모터 각 정보는 조향 모터의 위치 센서의 조향 모터 각도값을 포함할 수 있다.
이에, 먼저, 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출할 수 있다(S111).
그런 다음, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다(S112).
구체적으로, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
운전자에 의한 조향 휠의 토크값 = 토션바 상수값 × 토션바의 비틀린 각도값
상술한 수학식 1에 의해, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값은 토션바 상수값과 토션바의 비틀린 각도값을 곱하여 산출될 수 있는데, 토션바 상수값은 상술한 바와 같이 기 설정된 설계값일 수 있어, 토션바의 비틀린 각도값을 산출한다면, 운전자에 의한 조향 휠의 토크값을 산출할 수 있다.
이에, 본 실시예들에 따른 조향 토크 보상 방법은 조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값의 차이값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 곱하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
예컨대, 토션바 상수값이 2.4 Nm/1deg이고, 조향 각 센서의 조향 각도값이 201 deg 이며, 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값이 200 deg인 경우, 조향 휠의 조향 토크값은 2.4 × (201 - 200) = 2.4 N으로 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 휠의 조향 각은 조향 휠 방향에 있는 각도 정보이고, 조향 모터의 조향 모터 각은 휠 방향에 있는 각도 정보일 수 있다. 이에, 조향 휠의 조향 각과 조향 모터의 조향 모터 각은 이론적으로 기구의 비틀림이 없을 경우가 없다.
다만, 토크의 비틀림이 있는 경우, 토크가 비틀어진 방향으로 조향 휠의 조향 각이 조향 모터의 조향 모터 각보다 더 크게 출력될 수 있다. 이에, 토션바의 비틀린 각도값에 토션바 상수값을 곱할 경우, 조향 휠의 조향 토크값을 추정할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법은 먼저 조향 토크 센서의 조향 토크값을 이용하여 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다(S211).
이후, 단계 S211의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 포화된 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다(S212).
그리고, 단계 S211의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 미포화된 경우, 조향 토크 센서가 미포화된 것으로 판단할 수 있다(S213).
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법은 먼저 조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다(S221).
이후, 단계 S221의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다(S222).
그리고, 단계 S221의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위 이내인 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다 (S223).
여기서, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 하나의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 이용하여 미포화 영역을 설정할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예들에 따른 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최대값을 의미할 수 있으며, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값은 조향 토크 센서에서 출력할 수 있는 최소값을 의미할 수 있다.
이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값으로 이루어지는 경우, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
또한, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어질 수 있으므로, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
여기서, 기 설정된 조향 토크값은 한 개의 값을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 값을 포함할 수 있다. 그리고, 기 설정된 조향 토크값이 복수 개의 값을 포함하는 경우, 복수 개의 값이 서로 동일한 값을 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 서로 다른 값을 가질 수 있다.
특히, 기 설정된 조향 토크값은 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)일 수 있다. 이에, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 기 설정된 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 결정되는 조향 토크값(즉, 조향 장치의 하드웨어(또는, 기구) 요소에 의해 조향 휠의 조향 토크를 제한하는 조향 토크값)만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
예컨대, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는 두 개의 값 즉, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값 사이의 영역일 수 있다.
즉, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최대값은 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이고, 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위의 최소값은 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값일 수 있다.
상술한 바와 같이, 조향 토크 센서의 포화는 조향 장치의 스토퍼에 의해 비틀린 양의 크기가 제한되므로, 조향 토크값 미포화 범위는 조향 토크 센서의 출력 한계에서 조향 장치의 하드웨어(일 예로, 스토퍼 등) 요소에 따른 영향을 반영하여 설정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법은 먼저 조향 토크 센서의 조향 토크값과, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이 최대값이고 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다(S231).
이후, 단계 S231의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이 최대값이고 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다(S232).
그리고, 단계 S231의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값이 최대값이고 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위 이내인 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다 (S233).
도 10을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 방법은 먼저 조향 토크 센서의 조향 토크값과, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값이 최대값이고, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단할 수 있다(S241).
이후, 단계 S241의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값이 최대값이고, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다(S242).
그리고, 단계 S231의 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과, 조향 토크 센서의 조향 토크값이, 조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값이 최대값이고, 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값이 최소값인 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위 이내인 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단할 수 있다 (S243).
도 11 내지 도 15는 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법을 설명하기 위한 구체적인 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S310).
일 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값(S311)을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S313).
다른 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값(S312)을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S313).
도 12를 참조하면, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 먼저 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다(S313-1) .
그런 다음, 조향 보상 토크값에 기반하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다(S313-2).
특히, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 조향 보상 전류값은 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 먼저 단계 S313-1에서는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
그런 다음, 단계 S313-2 에서는 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S320).
일 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값(S321)을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S313).
다른 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값(S322)을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S323).
도 14를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나와, 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
계속해서 도 14를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S323-1).
구체적으로, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 마찰 보상 제어(일 예로, static friction 제어 등)를 포함할 수 있다.
계속해서 도 14를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S323-2).
구체적으로, 본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과에 따라, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
일 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
다른 예에서, 조향 토크 센서의 포화 여부 판단 결과 조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 휠의 조향 토크를 보상하는 방법은 고주파 제어(일 예로, 부스트(boost) 제어 등)를 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 제 1 조향 보상 전류값은 제 1 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 먼저 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다(S323-11)
그런 다음, 제 1조향 보상 토크값에 기반하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다(S323-12).
특히, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 1조향 보상 전류값은 제 1조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 먼저 단계 S323-11에서는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
그런 다음, 단계 S323-12 에서는 제 1조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 1조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
도 15를 참조하면, 제 2 조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값에 기반하여 생성될 수 있다.
예컨대, 먼저 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다(S323-21).
그런 다음, 제 2조향 보상 토크값에 기반하여 제 2조향 보상 전류값을 생성할 수 있다(S323-22).
특히, 제 2조향 보상 전류값은 제 2조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 제 2조향 보상 전류값은 제 2 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서 생성될 수 있다.
즉, 먼저 단계 S323-21에서는 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값 및 조향 토크 센서의 조향 토크값 중 적어도 하나의 값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값을 생성할 수 있다.
그런 다음, 단계 S323-22 에서는 제 2 조향 보상 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 조향 보상 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 제 2 조향 보상 전류값을 생성할 수 있다.
도 16은 본 실시예들에 따른 차량의 상태 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16을 참조하면, 단계 S100 이전에 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다(S10).
구체적으로, 먼저 적어도 하나의 센서를 통해 차량의 상태를 측정할 수 있다(S11). 그런 다음, 측정된 차량의 상태에 기반하여 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다(S12).
여기서, 적어도 하나의 센서는 조향 토크 센서, 조향 각 센서, 조향 모터 위치 센서 중 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서(일 예로, 가속 페달 센서(일 예로, 가속 페달 위치 센서), 스로틀 밸브 센서, 엔진 토크 센서, 차 속도 센서(일 예로, 휠 속도 센서 및/또는 후륜 휠 속도 센서 등), 요 레이트 센서, 조향 가속도 센서 등)라도 포함할 수 있다.
여기서, 차량의 상태 정보는 조향 휠의 조향 토크 정보, 조향 휠의 조향 각 정보 및 조향 모터의 조향 모터 각 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태를 나타낼 수 있는 정보라면 어떠한 정보라도 포함할 수 있다.
이에, 먼저 단계 S11에서는 조향 토크 센서를 통해 조향 휠의 조향 토크를 측정하고, 조향 각 센서를 통해 조향 휠의 조향 각을 측정하며, 조향 모터 위치 센서를 통해 조향 모터의 조향 모터 각을 측정할 수 있다.
그런 다음, 단계 S12에서는 단계 S11에서 측정된 조향 휠의 조향 토크에 기반하여 조향 휠의 조향 토크 정보를 획득하고, 단계 S11에서 측정된 조향 휠의 조향 각에 기반하여 조향 휠의 조향 각 정보를 획득하며, 단계 S11에서 측정된 조향 모터의 조향 모터 각에 기반하여 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 획득할 수 있다.
도 17은 본 실시예들에 따른 조향 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 모터 제어 방법은 단계 S300 이후에 수행될 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 모터 제어 방법은 어시스트 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다(S400).
구체적으로, 먼저 조향 토크 센서의 조향 토크 정보에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다(S410).
이후, 단계 S410의 어시스트 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다(S420).
구체적으로, 단계 S420에서는 게이트 드라이버를 통해 어시스트 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 어시스트 전류를 생성하며, 어시스트 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
한편, 단계 S400에서는 어시스트 전류값과 보상 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
구체적으로, 먼저 단계 S410에서는 조향 토크 센서의 조향 토크 정보에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
이후, 단계 S420에서는 단계 S410의 어시스트 전류값과 보상 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
구체적으로, 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나, 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
일 예에서, 단계 S420에서는 어시스트 토크값과 조향 보상 토크값을 합하여 최종 토크값을 생성(또는, 산출)하고, 최종 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 최종 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 최종 전류값을 생성할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 단계 S420에서는 어시스트 전류값과 조향 보상 전류값을 합하여 최종 전류값을 생성(또는, 산출)할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
한편, 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나, 제 1 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나, 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
일 예에서, 단계 S420에서는 어시스트 토크값과, 제 1 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 토크값 중 적어도 하나와 합하여 최종 토크값을 생성(또는, 산출)하고, 최종 토크값과 조향 모터의 토크 상수를 이용(일 예로, 최종 토크값을 조향 모터의 토크 상수로 나눠서)하여 최종 전류값을 생성할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 단계 S420에서는 어시스트 전류값과, 제 1 조향 보상 전류값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나와 합하여 최종 전류값을 생성(또는, 산출)할 수 있다.
그리고, 게이트 드라이버를 통해 최종 전류값에 대응되는 게이트 신호로 변환하고, 인버터를 통해 게이트 신호에 따라 전력 변환하여 최종 전류를 생성하며, 최종 전류를 조향 모터로 제공하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
조향 모터는 어시스트 전류에 기반하여 동작이 제어될 수 있다.
구체적으로, 조향 모터는 어시스트 전류(또는, 최종 전류)을 제공받을 수 있다. 조향 모터는 제공받은 어시스트 전류(또는, 최종 전류)에 기반하여 동작이 제어되어, 차량의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 모터는 싱글 와인딩(single winding) 타입의 모터 및 듀얼 와인딩(dual winding) 타입의 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 조향을 어시스트할 수 있는 모터라면, 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
조향 모터는 3상 모터 및 5상 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 조향을 어시스트할 수 있는 모터라면, 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
도18은 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치 및 조향 장치의 컴퓨터 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 18을 참조하면, 이상 상술한 본 실시예들은, 컴퓨터 시스템 내에, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치 및 조향 장치 등의 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장부(1030), 사용자 인터페이스 입력부(1040) 및 사용자 인터페이스 출력부(1050) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(1060)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(1070)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장소(1030)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(1020) 및 저장부(1030)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1021) 및 RAM(1023)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예들은 컴퓨터로 구현되는 방법 또는 컴퓨터 실행 가능 명령어들이 저장된 비휘발성 컴퓨터 기록 매체로 구현될 수 있다. 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때 본 실시예들의 적어도 일 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있다.
전술한 본 실시예들에 따른 토크값 제공 장치, 조향 토크 보상 장치, 조향 장치 및 조향 토크 보상 방법에 대한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 실시예들은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 실시예들에 속한다.
100: 토크값 제공 장치
110: 입력부 120: 추정부
130: 판단부 140: 출력부
200: 조향 토크 보상 장치
210: 토크값 제공 모듈 220: 토크 보상 모듈
221: 제 1 토크 보상부 222: 제 2 토크 보상부
300: 조향 장치
310: 정보 획득 모듈 320: 조향 토크 보상 모듈
330: 조향 모터 제어 모듈 340: 조향 모터

Claims (20)

  1. 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 추정부;
    조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 판단부; 및
    조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력하는 출력부를 포함하는 토크값 제공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정부는,
    조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 토크값 제공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 토크값 제공 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어지되,
    상기 판단부는,
    조향 토크 센서의 조향 토크값이 상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단하는 토크값 제공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어지는 토크값 제공 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력하는 토크값 제공 장치.
  7. 조향 휠의 조향 각 정보와 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 출력하는 토크값 제공 모듈; 및
    상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 토크 보상 모듈을 포함하는 조향 토크 보상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 토크값 제공 모듈은,
    조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 조향 토크 보상 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 토크값 제공 모듈은,
    조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 조향 토크 보상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어지되,
    상기 토크값 제공 모듈은,
    조향 토크 센서의 조향 토크값이 상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단하는 조향 토크 보상 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어지는 조향 토크 보상 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 토크값 제공 모듈은,
    조향 토크 센서가 미포화된 경우, 조향 토크 센서의 조향 토크값을 출력하고,
    상기 토크 보상 모듈은,
    상기 조향 토크 센서의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 토크 보상 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 토크 보상 모듈은,
    상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크 변동에 대한 조향 토크 보상 제어를 수행하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 토크 보상 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 토크 보상 모듈은,
    상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 미분 연산하고, 미분 연산된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 1 조향 보상 토크값 및 제 1 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 제 1 토크 보상부; 및
    상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 하이 패스 필터링(high pass filtering)하고, 하이 패스 필터링된 조향 토크값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 제 2 조향 보상 토크값 및 제 2 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 제 2 토크 보상부 중 적어도 하나를 포함하는 조향 토크 보상 장치.
  15. 조향 토크 센서를 통해 조향 휠의 조향 토크 정보를 획득하고, 조향 각 센서를 통해 조향 휠의 조향 각 정보를 획득하며, 조향 모터 위치 센서를 통해 조향 모터의 조향 모터 각 정보를 획득하는 정보 획득 모듈;
    조향 토크 센서의 조향 토크 정보에 기반하여 어시스트 토크값 및 어시스트 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 모터 제어 모듈; 및
    조향 각 센서의 조향 각 정보와 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하고, 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하여 조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 조향 토크 보상 모듈을 포함하되,
    상기 조향 모터 제어 모듈은,
    상기 어시스트 전류값과 상기 조향 보상 전류값에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조향 토크 보상 모듈은,
    조향 각 센서의 조향 각도값과 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각도값을 이용하여 토션바의 비틀린 각도값을 산출하고, 토션바의 비틀린 각도값과 토션바의 상수값을 이용하여 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 조향 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 조향 토크 보상 모듈은,
    조향 토크 센서의 조향 토크값과 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위와 비교하고, 비교 결과에 따라 조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 조향 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값, 이내의 값으로 이루어지되,
    상기 조향 토크 보상 모듈은,
    조향 토크 센서의 조향 토크값이 상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위를 넘는 경우, 조향 토크 센서가 포화된 것으로 판단하는 조향 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기 설정된 조향 토크값 미포화 범위는,
    조향 토크 센서의 최대 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 작은 값과 조향 토크 센서의 최소 조향 토크 감지값보다 조향 장치의 스토퍼에 의해 제한된 조향 토크값만큼 큰 값, 이내의 값으로 이루어지는 조향 장치.
  20. 조향 각 센서의 조향 각 정보와 조향 모터 위치 센서의 조향 모터 각 정보를 바탕으로 조향 휠의 조향 토크값을 추정하는 단계;
    조향 토크 센서의 포화 여부를 판단하는 단계; 및
    조향 토크 센서가 포화된 경우, 상기 추정된 조향 휠의 조향 토크값을 바탕으로 조향 휠의 조향 토크가 보상되도록 조향 보상 토크값 및 조향 보상 전류값 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함하는 조향 토크 보상 방법.

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