KR20200077010A - Eps 시스템에서의 조향 보조 모터 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 EPS 시스템에서의 차량을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, EPS 시스템에서 조향 보조 모터의 과토크 발생을 방지하기 위해 조향각 정보와 조향 토크 정보에 기반해 조향 보조 모터의 최대 토크를 제한하는 구체적인 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예는 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신부와 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정부 및 조향각 정보, 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정부를 포함하는 조향 보조 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

EPS 시스템에서의 조향 보조 모터 제어 장치 및 그 방법{Apparatus for controlling a steering motor in EPS system and Method thereof}
본 개시는 EPS 시스템에서의 조향 보조 모터를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, EPS 시스템에서 조향 보조 모터의 과토크 발생을 방지하기 위해 조향각 정보와 조향 토크 정보에 기반해 조향 보조 모터의 최대 토크를 제한하는 구체적인 방법 및 장치에 관한 것이다.
EPS(Electric Power Steering) 시스템은 모터를 이용하여 운전자의 조향력에 보조 조향력을 인가해주는 시스템을 의미한다. 운전자의 조향력을 보조하기 위하여 조향 보조 모터에 전류를 인가하여 보조 조향력을 발생시킨다.
그러나, EPS 시스템에 사용하는 조향 보조 모터는 소형 고효율의 모터이기 때문에 대용량의 전류가 모터 내부의 코일을 따라 흐르게 되고, 이에 따라 모터의 권선저항에 비례하고 전류량의 제곱에 비례하는 열이 발생하게 된다. 모터의 권선 저항은 물리적으로 고정된 값이기 때문에 열 발생량은 전류의 제곱에 비례한다.
따라서, 운전자가 주차 등의 운전 행위를 위하여 조향휠을 연속적으로 조타하는 경우 EPS 시스템의 조향 보조 모터 내의 열 누적으로 인하여 내부의 내열 한계에 도달 할 수 있어 모터 자체의 효율이 떨어지거나 과열로 인한 모터 손상이 일어나는 문제점이 있었다.
전술한 배경에서 안출된 일 실시예는 조향 보조 모터의 불필요한 토크 인가를 방지하여 모터 내부의 내열 한계점 도달을 예방하고 모터의 열용량을 효율적으로 사용하기 위한 조향 보조 모터 제어 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 일 실시예는 조향각 정보와 조향 토크 정보를 통해 운전자의 조작이 조향보조력을 불필요하게 소모시키고 있다고 판단되면 조향 보조 모터의 최대 토크를 설정된 제한 모터 토크로 제한하는 조향 보조 모터 제어 장치 및 방법을 제공한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신부와 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정부와 조향각 정보, 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정부를 포함하는 조향 보조 모터 제어 장치를 제공한다.
또한, 일 실시예는 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신 단계와 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정 단계와 조향각 정보, 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정 단계를 포함하는 조향 보조 모터 제어 방법을 제공한다.
전술한 일 실시예는 EPS 시스템에서 조향 보조 모터의 불필요한 토크 인가를 방지하고 모터 내부의 내열 한계 도달을 예방하여 EPS 시스템의 안정감 및 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제한 모터 토크 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 최대 조향각 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 제한 토크 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 제2 제한 토크 결정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제한 모터 토크가 제1 제한 토크로 결정된 경우, 모터 전류 제어부가 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제한 모터 토크가 제2 제한 토크로 결정된 경우, 모터 전류 제어부가 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 기술 사상은 조향 보조 모터 제어 장치 및 방법을 개시한다.
이하, 본 기술 사상의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 기술 사상의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서의 조향 보조 모터 제어 장치는 EPS 시스템에서의 조향 보조 모터를 제어하며, 과도한 조향 보조력이 조향 보조 모터에 인가되었다고 판단되는 경우에 조향 보조력을 억제하는 기능을 수행한다. 이 경우, 조향 보조 모터가 가진 최대 출력으로 인해 가질 수 있는 모터의 최대 토크량을 최대 모터 토크라고 기재하여 설명한다. 이는 모터가 가질 수 있는 고유한 속성의 값이며, 그 값은 각각의 모터마다 상이할 수 있지만 각각의 모터에는 최대로 출력될 수 있는 토크가 존재한다는 점에서 통칭하여 설명한다. 다만, 이러한 모터 토크에 대한 명칭에 제한은 없다.
이하, 본 개시에 따른 조향 보조 모터 제어 장치 및 그 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 장치(100)는 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신부(110)와 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정부(120)와 조향각 정보, 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정부(130) 및 제한 모터 토크 정보에 기반하여 조향 보조 모터를 제어하는 모터 전류 제어부(140)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 장치(100)의 수신부(110)는 차량 내에 장착된 조향각 센서 또는 조향 토크 센서를 통해 조향각 정보와 조향 토크 정보를 수신할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면 수신부(110)가 수신하는 정보를 생성하는 차량 내부 또는 외부에 구성되는 센서는 복수일 수 있다. 또한, 전술한 센서는 차량 내 센서 오류 또는 고장을 대비한 예비 센서일 수도 있으며, 수신부(110)가 수신하는 조향각 또는 조향 토크 정보는 전술한 센서를 통해 직접적으로 수신 받은 정보가 아닌 타 센서를 이용하여 계산된 추정 값 정보일 수도 있다. 또는, 수신부(110)는 전술한 센서로부터 수신된 정보를 이용하여 조향각 정보 또는 조향 토크 정보를 산출할 수도 있다. 일 예를 들어, 수신부(110)는 조향각 센서가 오류 또는 고장 난 경우 토크 센서로부터 수신 받은 토크 정보를 이용하여 운전자의 조향각 정보를 추정하여 산출한 조향각 정보를 이용할 수 있다. 다른 예를 들어, 수신부(110)는 조향 토크 센서가 고장 난 경우 수신 받은 조향각 정보를 이용하여 운전자의 조향 토크 정보를 추정하여 산출한 조향 토크 정보를 이용할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 수신부(110)가 수신 받는 정보는 조향각 정보 또는 조향 토크 정보에 한정되는 것이 아니라 조향각 유지시간 정보, 조향 토크 유지시간 정보, 조향 보조 모터의 토크 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 일 실시예에 따른 최대 조향각 결정부(120)는 조향각 정보와 기준 조향각 정보를 비교하고, 조향각 정보가 기준 조향각 정보를 초과하는 경우에 기준 조향각 정보를 조향각 정보로 갱신할 수 있다. 최대 조향각 결정부(120)는 차량에 미리 설정된 이벤트가 발생되는 경우에 기준 조향각 정보를 최대 조향각 정보로 설정할 수 있다.
이때 초과의 기준이 되는 정보는 조향각 정보와 기준 조향각 정보가 가진 각각의 조향각 값이며, 운전자가 조타한 조향각이 기준 조향각보다 더 크게 된 경우 기준 조향각 정보를 조향각 정보로 갱신할 수 있다. 이후 미리 설정된 차량 내 이벤트가 발생되면 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정할 수 있다. 미리 설정한 이벤트의 일 예로는, 차량의 시동 정지, 차량 주행 정지, 별도의 버튼을 통한 조작, 미리 설정된 일정 시간 초과 등일 수 있다. 즉, 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정하기 위해 기준시점이 될 수 있는 경우라면 이벤트의 종류에는 제한이 없으며, 사용자 설정 또는 차량 설정에 따라 지정될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 장치(100)의 기준 조향각 정보는 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우의 시계방향 기준 조향각 정보와 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 경우의 반시계방향 기준 조향각 정보를 포함할 수 있다. 최대 조향각 결정부(120)는 조향각 정보가 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우와 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우를 구분하여, 각각 시계방향 기준 조향각 정보와 반시계방향 기준 조향각 정보와 비교할 수 있다.
즉, 일 실시예에서 기준 조향각은 두 가지 방향으로 구별할 수 있다. 차량의 조향 범위는 시계방향과 반시계방향으로 나뉠 수 있으므로 조향각도(절대 조향각)가 0인 경우를 영점 조향각으로 설정할 수 있다. 따라서, 최대 조향각 결정부(120)는 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 입력된 정보와 반시계방향으로 입력된 정보를 구별할 수 있다. 예를 들어, 최대 조향각 결정부(120)는 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우의 시계방향 기준 조향각 정보와 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 반시계방향 기준 조향각 정보를 구별할 수 있다. 이 경우, 조향각 정보 또한 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우와 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우로 구별 될 수 있다. 따라서 시계방향으로 회전하는 조향각이 시계방향 기준 조향각을 초과하는 경우 최대 조향각 결정부(120)는 조향각 정보를 시계방향 기준 조향각 정보로 갱신하되, 반시계방향 기준 조향각은 그대로 유지될 수 있다. 마찬가지로 반시계방향으로 회전하는 조향각이 반시계방향 기준 조향각을 초과하는 경우 최대 조향각 결정부(120)는 조향각 정보를 반시계방향 기준 조향각 정보로 갱신하되, 시계방향 기준 조향각은 그대로 유지될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 제한 모터 토크 결정부(130)는 조향 보조 모터에서 출력되는 토크의 최대값을 일정 값으로 제한하기 위해 조향 보조 모터의 제한 모터 토크를 결정할 수 있다. 일 예를 들어, 제한 모터 토크는 조향 보조 모터가 출력하는 최대 모터 토크를 일정 값으로 제한하기 위한 값일 수 있다. 예를 들어, 제한 모터 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 출력의 일정 비율로 산출될 수 있다. 즉, 제한 모터 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 이내의 값으로 설정되어 최대 모터 토크를 제한 할 수 있는 값이며, 미리 설정될 수도 있고 전술한 동작을 통해서 산출될 수도 있다.
제한 모터 토크를 설정하기 위해서 제한 모터 토크 결정부(130)는 수신부(110)에서 수신 받은 조향각 정보 또는 조향 토크 정보를 이용할 수 있다.
한편, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 결정부(210)와 제2 제한 토크 결정부(220)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제한 모터 토크 결정부(130)는 조향각 정보가 최대 조향각 정보와 일치된 상태가 미리 설정된 제1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제1 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이 경우, 제1 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수 있다.
다른 예로, 제한 모터 토크 결정부(130)는 운전자 조향토크 정보가 미리 설정된 제2 시간 이상 과토크 제한 진입토크 정보 이상을 유지하는 것으로 판단되면, 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제2 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이 경우, 제2 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수 있다.
이와 같이, 제한 모터 토크 결정부(130)는 조향각 정보 및 최대 조향각 정보에 기초하여 제1 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정하는 제1 제한 토크 결정부(210)와 운전자 조향토크 정보 및 과토크 제한 진입토크 정보에 기초하여 제2 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정하는 제2 제한 토크 결정부(220)를 더 포함할 수 있다.
한편, 제한 토크가 전술한 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크로 나뉘어 산출되는 경우에 제한 모터 토크를 어느 제한 토크로 결정해야 하는지에 대해서 판단할 필요가 있다.
예를 들어, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크가 적용되는 조건이 중첩하여 만족되는 경우에 제1 제한 토크와 제2 제한 토크 각각의 값과 미리 설정된 설정 조건에 기초하여 제한 모터 토크를 결정할 수 있다.
일 예로, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 작은 값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크의 비교 결과에 따라 제한 모터 토크가 결정될 수 있다.
다른 예로, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 미리 설정된 우선순위를 기준으로 제한 모터 토크를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 제한 토크가 우선하여 제한 모터 토크로 결정되도록 우선순위가 설정된 경우에 제1 제한 토크 조건을 만족하여 제1 제한 토크가 결정되면, 제2 제한 토크 값에 관계 없이 제한 모터 토크는 제1 제한 토크로 결정될 수 있다.
또 다른 예로, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 적어도 하나에 미리 설정된 가중치를 적용하고, 가중치가 적용된 값의 평균값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
한편, 조향 보조 모터 제어 장치(100)는 제한 모터 토크 정보에 기반하여 조향 보조 모터를 제어하는 모터 전류 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
모터 전류 제어부(140)는 제한 모터 토크 결정부(130)에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우, 제한 모터 토크에 대응되는 제어 전류 값이 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값이 되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 모터 전류 제어부(140)는 조향각 정보에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우와 조향 토크 정보에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우를 구분하여 모터 전류 제어를 수행할 수 있다.
이상으로, 설명된 목적을 위하여 조향 보조 모터 제어 장치(100)의 수신부(110), 최대 조향각 결정부(120), 제한 모터 토크 결정부(130) 및 모터 전류 제어부(140)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 기술 사상의 일 실시 예에 따른 토크 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
이상으로, 조향 보조 모터 제어 장치(100)의 구성과 각 구성의 동작을 개략적으로 설명한 바, 이하에서는 구체적으로 조향 보조 모터 제어 장치(100)의 각 구성이 어떻게 동작될 수 있는지 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 제한 모터 토크 결정부(130)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제한 모터 토크 결정부(130)는 EPS 시스템의 조향 보조 모터 토크가 출력하는 최대 모터 토크를 제한하기 위해 제한 모터 토크를 결정할 수 있다.
일 예를 들어, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 결정부(210)와 제2 제한 토크 결정부(220)로 나누어서 구성될 수 있다. 이는 설명의 편의를 위해서 구분하여 설명하는 것으로 하나의 프로세서에 의해서 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되어 수행될 수도 있다.
구체적으로, 제1 제한 토크 결정부(210)는 조향각 정보가 최대 조향각 정보와 일치된 상태가 미리 설정된 제1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 조향 보조 모터의 최대 출력 토크를 제1 제한 토크로 설정하여 제한 모터 토크를 제1 제한 토크로 결정할 수 있다. 이때, 최대 조향각 정보, 미리 설정된 제1 시간 및 제1 제한 토크에 대해서는 후술하는 도 3 및 도 4에서 보다 자세하게 설명한다.
또한, 제2 제한 토크 결정부(220)는 운전자 조향 토크가 미리 설정된 제2 시간이상으로 미리 설정된 과토크 제한 진입토크 정보 이상을 유지하는 것으로 판단되면, 조향 보조 모터의 최대 출력 토크를 제2 제한 토크로 설정하여 제한 모터 토크를 제2 제한 토크로 결정할 수 있다. 이때, 미리 설정된 제2 시간, 미리 설정된 과토크 제한 진입토크 및 제2 제한 토크에서는 후술하는 도 5에서 보다 자세하게 설명한다.
즉, 위와 같이 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 결정부(210) 및 제2 제한 토크 결정부(220) 중 어느 하나에서 조건을 만족하는 경우에 해당 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
다만, 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크가 적용되는 조건이 중첩하여 만족되는 경우가 있을 수도 있다. 일 예로는, 제1 제한 토크 결정부(210)에서 제1 제한 토크의 결정 조건이 만족된 후 제2 제한 토크 결정부(220)에서도 제2 제한 토크 결정이 만족되는 경우가 있을 수 있다. 반대로 제2 제한 토크 결정이 있은 후 제1 제한 토크 결정이 있는 경우도 가능할 수 있다. 또한, 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크의 결정은 일정 시간 동안 지속될 수도 있으므로, 각각의 제한 토크 결정은 동시에 결정되지 않아도 어느 하나의 제한 토크가 결정된 경우가 유지되고 다른 하나의 제한 토크가 결정된 경우도 가능할 수 있다.
따라서, 이 경우 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크와 제2 제한 토크 각각의 값에 기초하여 조향 보조 모터의 출력 제한을 위한 제한 모터 토크를 결정할 필요가 있다. 예를 들어, 제한 모터 토크 결정부(130)가 제1 제한 토크 값과 제2 제한 토크 값에 기초하여 최종적으로 조향 보조 모터가 최대로 출력할 수 있는 제한 토크 값을 결정할 수 있다.
일 예를 들면, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 작은 값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
다른 예를 들면, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 미리 설정된 우선순위를 기준으로 제한 모터 토크를 결정할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 적어도 하나에 미리 설정된 가중치를 적용하고, 가중치가 적용된 값의 평균값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이 경우, 할당된 가중치는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 어느 하나가 1일 수 있다. 즉, 제1 제한 토크에 가중치가 1이 할당되면 제2 제한 토크의 가중치는 0이고, 제2 제한 토크 가중치에 1이 할당되면 제1 제한 토크 가중치는 0이 될 수 있다. 또는 가중치는 0과 1 사이에서 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 제한 토크에 가중치 0.5를 설정하고 제2 제한 토크에 가중치 0.5를 설정할 수 있다. 이 경우, 이 경우, 제1 제한 토크에 가중치인 0.5를 곱하여 산출된 값과 제2 제한 토크에 가중치인 0.5를 곱하여 산출된 값의 평균을 제한 모터 토크 결정부(130)가 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 또 예를 들어, 제1 제한 토크에 가중치 0.2를 설정하고 제2 제한 토크 가중치에 0.8을 설정할 수 있다. 이 경우, 제1 제한 토크에 가중치인 0.2를 곱하여 산출된 값과 제2 제한 토크에 가중치인 0.8을 곱하여 산출된 값의 평균을 제한 모터 토크 결정부(130)가 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
또한, 전술한 실시예에 한정되지 않고 제한 모터 토크 결정부(130)는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크가 중첩되어 만족되는 경우에는 사용자의 설정 등에 따라 제한 모터 토크를 결정할 수 있다.
전술한 동작의 수행을 통해서 제한 모터 토크 결정부(130)는 조향 보조 모터가 가질 수 있는 최대 모터 토크의 값이 제한되도록 제어하여 조향 보조 모터의 출력을 제한한다. 이를 통해서 운전자가 과도한 조향을 수행하는 경우에도 불필요한 조향 보조력 제공을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 최대 조향각 결정부(120)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 최대 조향각 결정부(120)는 기준 조향각의 초기값으로부터 단계가 진행되며, 이후 조향각과 기준 조향각을 비교한 뒤, 미리 설정된 이벤트가 발생 된 경우 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정한다. 또한, 최대 조향각을 다시 기준 조향각의 초기 값으로 반영하여 조향각과의 비교가 수행될 수 있다.
구체적으로, 최대 조향각 결정부(120)는 기준 조향각의 초기값을 입력 받되, 전술하였듯 운전자가 조타하는 조향각 정보는 0도를 기준으로 시계방향과 반시계방향으로 나뉘어질 수 있으므로 기준 조향각은 영점 조향각을 기준으로 시계방향과 반시계방향으로 구분 될 수 있다(S300). 본 명세서에서 영점 조향각은 절대 조향각 0도를 의미하며, 차량이 직진 주행을 수행하는 조향각을 의미할 수 있다.
따라서, 최대 조향각 결정부(120)는 수신부(110)로부터 입력 받은 조향각 정보가 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우, 시계방향 기준 조향각 정보(RH)와 비교를 수행할 수 있다(S330). 만약 조향각 정보가 시계방향 기준 조향각 정보(RH)를 초과하는 경우(S330 단계에서 YES), 최대 조향각 결정부(120)는 입력된 조향각 정보를 시계방향 기준 조향각 정보(RH)로 갱신할 수 있다(S340). 초과되지 않는 경우 갱신하지 않을 수 있다(S330 단계에서 NO).
마찬가지로, 최대 조향각 결정부(120)는 수신부(110)로부터 입력 받은 조향각 정보가 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우, 반시계방향 기준 조향각 정보(LH)와 비교를 수행할 수 있다(S310). 만약 조향각 정보가 반시계방향 기준 조향각 정보(LH)를 초과하는 경우(S310 단계에서 YES), 최대 조향각 결정부(120)는 입력된 조향각 정보를 반시계방향 기준 조향각 정보(LH)로 갱신할 수 있다(S320). 초과되지 않는 경우 갱신하지 않을 수 있다(S310 단계에서 NO).
최대 조향각 결정부(120)는 최대 조향각 갱신 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다(S350). 전술한 바와 같이 이벤트는 차량의 시동 온/오프, 정지/주행과 같이 차량에 미리 설정되거나 운전자의 설정 입력에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에서 최대 조향각 결정부(120)는 미리 설정된 이벤트가 발생된 경우(S350 단계에서 YES) 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정할 수 있다(S360). 예를 들어, S340 또는 S320 단계에서 입력된 조향각이 기준 조향각으로 변경되었다면, 최대 조향각이 변경된 기준 조향각으로 결정될 수 있다. 이와 달리, S310 및 S330 단계에서 입력된 조향각이 LH 및 RH 이하로 판단되는 경우에 변경되지 않은 기준 조향각이 최대 조향각으로 설정될 수 있다.
만약, S350 단계 판단 결과 미리 설정된 이벤트가 발생되지 않은 경우(S350 단계에서 NO), S300 단계 내지 S350 단계를 반복적으로 또는 주기적으로 수행할 수 있다. 즉, 조향각 정보와 기준 조향각 정보를 지속적으로 비교하여 기준 조향각 갱신 과정이 계속 수행될 수 있다. 이 경우, 미리 설정된 이벤트가 발생되지 않는다면 최대 조향각은 그대로 유지될 수 있다.
또한, 기준 조향각이 최대 조향각으로 설정된 경우 조향각 정보와 기준 조향각 정보의 비교를 위해 최대 조향각을 기준 조향각의 초기값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 시계방향 기준 조향각이 100˚이었지만 입력 받은 조향각 정보가 150˚인 경우, 미리 설정된 이벤트가 발생 된다면 최대 조향각 정보는 150˚로 설정되고, 이후의 기준 조향각은 150˚부터 시작하게 할 수 있다. 이를 통해 운전자의 조향 정보를 더 효과적으로 반영할 수 있다.
따라서, 최대 조향각 결정부(120)는 운전자의 조향 정보에 기초하여 운전자가 최대한으로 조타한 조향각 정보를 저장할 수 있다. 이를 통해 운전자가 불필요한 조향을 수행하고 있는지 파악할 수 있는 판단 기준을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 제한 토크 결정부(210)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 제한 토크 결정부(210)는 수신부(110)로부터 입력 받은 센싱 정보를 수신한 뒤, 조향각 정보와 최대 조향각 정보를 비교하고 미리 설정된 제1 시간 이상 최대 조향각 정보를 유지하는지 파악한다. 위의 조건을 모두 만족하는 경우 제1 제한 토크 결정부(210)는 제1 제한 모터 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있고, 한 가지 조건이라도 만족하지 않는다면 조향 보조 모터 토크의 제한을 수행하지 않을 수 있다.
구체적으로, 제1 제한 토크 결정부(210)는 수신부(110)로부터 입력 받은 센싱 정보를 수신할 수 있다(S400). S400 단계에서 수신부(110)에서 수신 받은 센싱 정보는 조향각 정보와 조향각 유지시간 정보일 수 있으며, 일 예를 들어 조향각 센서에 의한 정보에 한정되는 것이 아닌 타 센서를 통해 산출된 조향각 정보일 수 있다.
또한, 제1 제한 토크 결정부(210)는 조향각 정보와 최대 조향각 정보를 비교할 수 있다(S410). 예를 들면, 조향각 정보가 최대 조향각 정보를 유지하고 있는지를 판단 기준으로 설정 할 수 있다. 또는, 제1 제한 토크 결정부(210)는 조향각 정보가 최대 조향각 정보를 초과하는지도 판단 기준으로 설정 할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 조향각 정보가 최대 조향각 정보를 기준으로 일정 값 이내일 때 차등적으로 제1 제한 토크를 결정할 수도 있다. 구체적으로, 만약 조향각 정보가 최대 조향각 이상을 유지하지 않고 있으나 최대 조향각 정보의 90%이상 값 이상을 유지하고 있다면, 조향각 정보가 최대 조향각 정보와 동일하게 유지될 때 산출되는 제1 제한 토크 정보의 90%를 제1 제한 토크로 결정할 수도 있다. 마찬가지로, 조향각 정보가 최대 조향각 값의 90% 이상을 유지하지 않고 있으나 최대 조향각 정보의 80%이상 값 이상을 유지하고 있다면, 조향각 정보가 최대 조향각 정보와 동일하게 유지될 때 산출되는 제1 제한 토크 정보의 80%를 제1 제한토크로 결정할 수도 있다.
이와 같이, 제1 제한 토크 결정부(210)에서 조향각 정보와 최대 조향각 정보를 비교하는 S410단계에서의 판단은 최대 조향각 정보를 이용하여 조향 보조 모터의 최대 모터 토크를 제한할 수 있는 기준을 제공할 수 있다면 적용할 수 있는 실시예에 한정은 없다.
일 예를 통해, 제1 제한 토크 결정부(210)는 최대 조향각 결정부(120)에서 설정된 최대 조향각 정보를 바탕으로 운전자가 불필요한 조향을 수행하고 있는지 파악할 수 있는 효과를 제공 할 수 있다. 즉, 최대 조향각 정보는 운전자가 수행했던 가장 최대 조향각 범위이므로, 운전자가 최대 조향각을 유지하거나 가까운 조향각을 유지하고 있다면 조향 보조 모터에 평소보다 높은 전류가 흐르게 되어 비효율과 손상이 발생 할 수 있어 조향 보조 모터의 토크를 제한하게 되는 것이다.
또한, 일 실시예에서는 사용자의 조향각 정보가 최대 조향각을 유지하거나 초과하는 경우, 미리 설정된 제1 시간 이상을 유지하고 있는지도 제한 결정 과정에 포함할 수 있다(S420). 이때, 미리 설정된 제1 시간은 사용자에 의해서 설정될 수 있으며, 제1 제한 토크로 제한 모터 토크를 결정하기 위한 기준점이 될 수 있다면 제1 시간에 대한 실시예에 제한은 없다. 이를 통해, 제1 제한 토크 결정부(210)는 불필요한 조향 보조력이 제공되고 있다는 판단을 더 정교하게 수행할 수 있다.
이러한 동작에 의해, 조향각 정보가 최대 조향각을 유지하고(S410 단계에서 YES) 미리 설정된 제1 시간 이상 유지되는 경우(S420 단계에서 YES), 제1 제한 토크 결정부(210)는 조향 보조 모터의 최대 출력을 제1 제한 토크로 결정할 수 있다(S430). 즉, 제1 제한 토크 결정부(210)는 제1 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
한편, 일 실시예에서 제1 제한 토크는 조향 보조 모터의 출력을 제한하기 위한 값이라면 실시예에 제한은 없다. 즉, 제1 제한 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 값 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 제1 제한 토크는 최대 모터 토크 값에서 일정한 식을 통해 산출된 값일 수도 있다. 또한, 제1 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수도 있다. 또한, 제1 제한 토크는 이미 정해져 있는 값일 수도 있다. 또한, 제1 제한 토크는 차량 상태나 운전자 상태에 따라 가변 될 수 있는 값일 수도 있다. 이 경우, 가변 된다면 차속과 조향 각속도 조향 토크, 장애물에 대한 센서 정보 등을 활용할 수도 있다.
다만, 제1 제한 토크가 제한 모터 토크로 결정되었다고 해도, 추후 운전자의 조작에 의해 조향각이 최대 조향각을 유지하지 않거나(S410 단계에서 NO) 최대 조향각을 유지하더라도 제1 시간 동안 유지하지 않는다면(S420 단계에서 NO) 제한 모터 토크 결정은 해제되어 조향 보조 모터의 최대 모터 토크를 유지할 수 있다(S440). 이를 통해, 조향 보조 모터의 효율을 추구할 수 있으되 필요한 경우 조향 보조 모터 토크의 출력을 복구하여 운전자에게 조향 보조력을 성실히 보조할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따른 제2 제한 토크 결정부(220)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2제한 토크 결정부(220)는 수신부(110)로부터 입력 받은 센싱 정보를 수신한 뒤, 조향 토크 정보와 과토크 제한 진입토크 정보를 비교하고 미리 설정된 제2 시간 이상 이를 유지하는지 파악할 수 있다. 위의 조건을 모두 만족하는 경우 제2제한 토크 결정부(220)는 제2 제한 모터 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이후 제2제한 토크 결정부(220)는 조향 토크가 과토크 제한 해제토크 이하로 되는 경우 모터 토크의 제한을 해제할 수 있다.
구체적으로, 제2제한 토크 결정부(220)는 수신부(110)로부터 입력 받은 센싱 정보를 수신할 수 있다(S500). S500단계에서 수신부(110)에서 수신 받은 센싱 정보는 조향 토크 정보와 조향 토크 유지시간 정보일 수 있으며, 일 예를 들어 전술했듯 조향 토크 센서에 의한 정보에 한정되는 것이 아닌 타 센서를 통해 산출된 조향 토크 정보일 수 있다.
또한, 제2 제한 토크 결정부(220) 는 조향 토크 정보와 미리 설정된 과토크 제한 진입토크 정보를 비교할 수 있다(S510). 예를 들면, 제2 제한 토크 결정부(220)는 조향 토크 정보가 과토크 제한 진입토크 정보 이상인지를 판단할 수 있다. 이 경우 미리 설정된 과토크 제한 진입토크는 조향 보조 모터가 과도한 모터 토크라고 판단되는 값으로 설정될 수 있으며, 기준과 실시예에 따라 사용자가 설정할 수 있는 값으로 특정 값으로 제한되지 않는다.
일 예를 통해, 제2 제한 토크 결정부(220)는 미리 설정된 과토크 제한 진입토크 정보를 바탕으로 운전자가 불필요한 조향을 수행하고 있는지 파악할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 즉, 조향 보조 모터 토크 값이 과토크 제한 진입토크 이상으로 유지 된다면, 조향 보조 모터에 평소보다 높은 전류가 흐르게 되어 비효율과 손상이 발생 할 수 있어 조향 보조 모터의 토크를 제한하게 되는 것이다.
또한, 일 실시예에서는 사용자의 조향토크 정보가 과토크 제한 진입토크 이상으로 된 경우, 미리 설정된 제2 시간 이상을 유지하고 있는지도 결정 과정에 포함할 수 있다(S520). 이때, 미리 설정된 제2 시간은 사용자의 설정에 따라 결정될 수 있으며, 제2 제한 토크로 제한 모터 토크를 결정하기 위한 기준점이 될 수 있다면 그 값에 제한은 없다. 이를 통해, 제2 제한 토크 결정부(220)는 불필요한 조향 보조력이 제공되고 있다는 판단을 더 정교하게 수행할 수 있다.
이러한 동작에 의해, 조향 토크 정보가 과토크 제한 진입 토크 이상을 유지하고(S510 단계에서 YES) 미리 설정된 제2 시간 이상 유지되는 경우(S520 단계에서 YES) 제2 제한 토크 결정부(220)는 조향 보조 모터의 최대 출력을 제2 제한 토크로 결정할 수 있다(S530). 즉, 제2 제한 토크 결정부(220)는 제2 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 한편, S510 및 S520 단계에서 조건을 만족하지 못하는 경우에 S500 단계부터 판단 동작이 반복된다.
또한, 일 실시예에서 제2 제한 토크는 조향 보조 모터의 출력을 제한하기 위한 값이라면 그 값에 제한은 없다. 예를 들어, 제2 제한 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 값 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 제2 제한 토크는 최대 모터 토크 값에서 일정한 식을 통해 산출된 값일 수도 있다. 또한, 제2 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수도 있다. 또한, 제2 제한 토크는 이미 정해져 있는 값일 수도 있다. 또한, 제2 제한 토크는 차량 상태나 운전자 상태에 따라 가변 될 수 있는 값일 수도 있다. 이 경우, 가변 된다면 차속과 조향 각속도 조향 토크, 장애물에 대한 센서 정보 등을 활용할 수도 있다.
한편, 제2 제한 토크 결정부(220)는 제한 모터 토크가 결정된 후에 조향 토크와 과토크 제한 해제 토크를 비교할 수 있다(S540).
예를 들어, 제2 제한 토크를 제한 모터토크로 결정된 후, 추후 운전자의 조작에 의해 조향 토크 정보가 과토크 제한 해제 토크 이하가 되는 경우(S540 단계에서 YES) 제한 모터 토크 결정은 해제되어 조향 보조 모터의 최대 모터 토크를 유지할 수 있다(S550). 이 경우 미리 설정된 과토크 제한 해제토크는 조향 보조 모터에 과도한 모터 토크가 제공되지 않다고 판단되는 값으로 설정할 수 있으며, 기준과 실시예에 따라 사용자가 설정할 수 있어 특정 값으로 제한되지 않는다. 또는 과토크 제한 해제토크는 차량의 조향 보조 모터에 맞추어 미리 설정될 수도 있다. S540 단계의 판단 결과 조향 토크가 과토크 제한 해제 토크를 초과하는 경우에 S530 단계 또는 S540 단계가 반복적으로 수행될 수 있다.
이를 통해, 조향 보조 모터의 효율을 추구할 수 있으되 필요한 경우 조향 보조 모터 토크의 출력을 복구하여 운전자에게 조향 보조력을 성실히 보조할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 제한 모터 토크가 제1 제한 토크로 결정된 경우, 모터 전류 제어부(140)가 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제한 모터 토크 정보에 기반하여 전류 공급을 통해 조향 보조 모터를 제어하며, 제한 모터 토크가 제1 제한 토크로 결정 되었다면 제1 제한 토크에 대응하는 제어 전류 값이 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값이 되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제1 제한 토크 결정부(210)에 의해서 제한 모터 토크가 제1 제한토크로 결정되는 경우 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류량을 줄일 수 있다. 전술했듯, 제1 제한토크로 제한이 결정되는 경우는 조향각 정보가 최대 조향각을 제1 시간 이상 유지하는 경우일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라 전류량을 줄이는 방법으로는 일정한 전류 제한 기울기를 사용하여 선형으로 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 지수형 그래프를 이용하여 최대 모터 토크 전류량에서 제1 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 로그형 그래프를 이용하여도 최대 모터 토크 전류량에서 제1 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 계단식 그래프를 사용해서도 최대 모터 토크 전류량에서 제1 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 특정한 방정식으로도 최대 모터 토크 전류량에서 제1 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 또는, 전류 제한 기울기와 전류제한 해제 기울기는 다르게 설정될 수도 있다. 예를 들어, 전류 제한 기울기는 전류제한 해제 기울기 대비 보다 짧은 시간에 제2 제한 토크 전류량에 도달할 수 있도록 설정될 수 있다. 이는 조향 보조 모터의 토크를 빠르게 제어하여 열 발생에 따른 문제 발생을 조기에 예방할 필요성이 있기 때문이다. 즉, 도 6에서 표현된 전류 제한 기울기는 최대 모터 토크 전류량에서 제1 제한 토크 전류량으로 줄일 수 있는 방법의 일 실시예일뿐이며, 제1 제한 토크 전류량으로 전류를 줄이기만 한다면 그 방법에는 한정이 없다.
한편, 제1 제한 토크 결정부(210)에서 제한 토크 결정을 해제하는 경우, 최대 모터 토크의 제한 전류량을 해제할 필요가 있다. 이 경우, 제한 모터 토크가 결정되지 않으므로 모터 전류 제어부(140)는 제한되지 않은 최대 모터 토크 전류량을 조향 보조 모터에 공급하여 본래의 최대 모터 출력을 제공할 필요가 있다.
따라서, 모터 전류 제어부(140)는 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류가 제1 제한 토크 전류량이 아닌 최대 모터 토크 전류량으로 재설정하여 더 많은 전류를 공급할 수 있다.
일 실시예에 따라 전류량을 늘리는 방법으로는, 일정한 전류 제한 기울기를 사용하여 선형으로 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 지수형 그래프를 이용하여 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 로그형 그래프를 이용하여도 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 계단식 그래프를 사용해서도 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 특정한 방정식으로도 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 즉, 도 6에서 표현된 전류 제한 해제 기울기는 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘릴 수 있는 방법의 일 실시예일뿐이며, 제1 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 전류를 늘리기만 한다면 그 방법에는 한정이 없다.
이를 통해, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제한 모터 토크가 결정된 경우 조향 보조 모터에 공급될 수 있는 전류를 감소시키고 필요한 경우 조향 보조 모터에 공급될 수 있는 최대 전류를 늘려 제한 모터 토크 결정부(130)의 결정에 따른 모터 제어를 수행할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제한 모터 토크가 제2 제한 토크로 결정된 경우, 모터 전류 제어부(140)가 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제한 모터 토크 정보에 기반하여 조향 보조 모터를 전류 공급을 통해 제어하며, 제한 모터 토크가 제2 제한 토크로 결정 되었다면 제2 제한 토크에 대응하는 제어 전류 값이 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값이 되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제2 제한 토크 결정부(220)에 의해서 제한 모터 토크가 제2 제한토크로 결정되는 경우 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류량을 줄일 수 있다. 전술했듯, 제2 제한토크로 제한이 결정되는 경우는 조향 토크 정보가 과토크 제한 진입토크 정보 이상 제2 시간 이상을 유지하는 경우일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라 전류량을 줄이는 방법으로는 일정한 전류 제한 기울기를 사용하여 선형으로 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 지수형 그래프를 이용하여 최대 모터 토크 전류량에서 제2 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 로그형 그래프를 이용하여도 최대 모터 토크 전류량에서 제2 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄 이는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 계단식 그래프를 사용해서도 최대 모터 토크 전류량에서 제2 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄일 수 있다. 또한, 전류량을 줄이는 방법은 특정한 방정식으로도 최대 모터 토크 전류량에서 제2 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이는 방법일 수 있다. 즉, 도 7에서 표현된 전류 제한 기울기는 최대 모터 토크 전류량에서 제2 제한 토크 전류량으로 줄일 수 있는 방법의 일 실시예일뿐이며, 제2 제한 토크 전류량으로 최대 전류를 줄이기만 한다면 그 방법에는 한정이 없다.
한편, 제2 제한 토크 결정부(220)에서 제한 토크 결정을 해제하는 경우, 최대 모터 토크의 제한 전류량을 해제할 필요가 있다. 이 경우, 제한 모터 토크가 결정되지 않으므로 모터 전류 제어부(140)는 제한되지 않은 최대 모터 토크 전류량을 조향 보조 모터에 공급하여 본래의 최대 모터 출력을 제공할 필요가 있다.
따라서, 모터 전류 제어부(140)는 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류가 제2 제한 토크 전류량이 아닌 최대 모터 토크 전류량으로 재설정하여 더 많은 전류를 공급할 수 있다. 일 실시예에 따라 전류량을 늘리는 방법으로는, 일정한 전류 제한 기울기를 사용하여 선형으로 늘리는 방법일수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 지수형 그래프를 이용하여 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 로그형 그래프를 이용하여도 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 계단식 그래프를 사용해서도 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 또한, 전류량을 늘리는 방법은 특정한 방정식으로도 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘리는 방법일 수 있다. 즉, 도 7에서 표현된 전류 제한 해제 기울기는 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 최대 전류를 늘릴 수 있는 방법의 일 실시예일뿐이며, 제2 제한 토크 전류량에서 최대 모터 토크 전류량으로 전류를 늘리기만 한다면 그 방법에는 한정이 없다.
이를 통해, 일 실시예에 따른 모터 전류 제어부(140)는 제한 모터 토크가 결정된 경우 조향 보조 모터에 공급될 수 있는 전류를 감소시키고 필요한 경우 조향 보조 모터에 공급될 수 있는 최대 전류를 늘려 제한 모터 토크 결정부(130)의 결정에 따른 모터 제어를 수행할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시예들은 EPS 시스템에서 조향 보조 모터의 불필요한 토크 인가를 방지하고 모터 내부의 내열 한계 도달을 예방하여 EPS 시스템의 안정감 및 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.
이하에서는 전술한 본 실시예들을 모두 수행할 수 있는 조향 보조 모터 제어 방법에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법은 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신 단계와 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정 단계와 조향각 정보, 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정 단계 및 제한 모터 토크 정보에 기반하여 조향 보조 모터를 제어하는 모터 전류 제어 단계를 포함할 수 있다. 이 외에도 일 실시예에서 위 동작을 단계적으로 수행하기 위한 단계를 더 포함할 수 있으며, 일부 단계는 생략 또는 순서를 변경할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법의 수신 단계는 차량 내에 장착된 조향각 센서 또는 조향 토크 센서를 통해 조향각 정보와 조향 토크 정보를 수신할 수 있다(S800). 또한, 일 실시예에 따르면 수신 단계가 수신하는 정보를 생성하는 차량 내부 또는 외부에 구성되는 센서는 복수일 수 있다. 또한, 전술한 센서는 차량 내 센서 오류 또는 고장을 대비한 예비 센서일 수도 있으며, 수신 단계가 수신하는 조향각 또는 조향 토크 정보는 전술한 센서를 통해 직접적으로 수신 받은 정보가 아닌 타 센서를 이용하여 계산된 추정 값 정보일 수도 있다. 또는, 수신 단계는 전술한 센서로부터 수신된 정보를 이용하여 조향각 정보 또는 조향 토크 정보를 산출할 수도 있다. 일 예를 들어, 수신 단계는 조향각 센서가 오류 또는 고장 난 경우 토크 센서로부터 수신 받은 토크 정보를 이용하여 운전자의 조향각 정보를 추정하여 산출한 조향각 정보를 이용할 수 있다. 다른 예를 들어, 수신 단계는 조향 토크 센서가 고장 난 경우 수신 받은 조향각 정보를 이용하여 운전자의 조향 토크 정보를 추정하여 산출한 조향 토크 정보를 이용할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 수신 단계가 수신 받는 정보는 조향각 정보 또는 조향 토크 정보에 한정되는 것이 아니라 조향각 유지시간 정보, 조향 토크 유지시간 정보, 조향 보조 모터의 토크 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 일 실시예에 따른 최대 조향각 결정 단계는 조향각 정보와 기준 조향각 정보를 비교하고, 조향각 정보가 기준 조향각 정보를 초과하는 경우에 기준 조향각 정보를 조향각 정보로 갱신할 수 있다(S810). 최대 조향각 결정 단계는 차량에 미리 설정된 이벤트가 발생되는 경우에 기준 조향각 정보를 최대 조향각 정보로 설정할 수 있다(S810).
이때 초과의 기준이 되는 정보는 조향각 정보와 기준 조향각 정보가 가진 각각의 조향각 값이며, 운전자가 조타한 조향각이 기준 조향각보다 더 크게 된 경우 기준 조향각 정보를 조향각 정보로 갱신할 수 있다. 이후 미리 설정된 차량 내 이벤트가 발생되면 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정할 수 있다. 미리 설정한 이벤트의 일 예로는, 차량의 시동 정지, 차량 주행 정지, 별도의 버튼을 통한 조작, 미리 설정된 일정 시간 초과일 수 있다. 즉, 기준 조향각을 최대 조향각으로 설정하기 위해 기준점이 될 수 있는 경우라면 이벤트의 종류에는 제한이 없으며, 사용자 설정 또는 차량 설정에 따라 지정될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법의 기준 조향각 정보는 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우의 시계방향 기준 조향각 정보와 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 경우의 반시계방향 기준 조향각 정보를 포함할 수 있다. 최대 조향각 결정 단계는 조향각 정보가 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우와 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우를 구분하여, 각각 시계방향 기준 조향각 정보와 반시계방향 기준 조향각 정보와 비교할 수 있다.
즉, 일 실시예에서 기준 조향각은 두 가지 방향으로 구별될 수 있다. 차량의 조향 범위는 시계방향과 반시계방향으로 나뉠 수 있으므로 조향각도(절대 조향각)가 0인 경우를 영점 조향각으로 설정할 수 있다. 따라서, 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 입력된 정보와 반시계방향으로 입력된 정보를 구별할 수 있다. 예를 들어, 최대 조향각 결정 단계는 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우의 시계방향 기준 조향각 정보와 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 반시계방향 기준 조향각 정보를 구별할 수 있다. 이 경우, 최대 조향각 결정 단계는 조향각 정보 또한 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우와 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우로 구별 할 수 있다. 따라서 시계방향으로 회전하는 조향각이 시계방향 기준 조향각을 초과하는 경우 조향각 정보를 시계방향 기준 조향각 정보로 갱신하되, 반시계방향 기준 조향각은 그대로 유지될 수 있다. 마찬가지로 반시계방향으로 회전하는 조향각이 반시계방향 기준 조향각을 초과하는 경우에는 조향각 정보를 반시계방향 기준 조향각 정보로 갱신하되, 시계방향 기준 조향각은 그대로 유지될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 제한 모터 토크 결정 단계는 조향 보조 모터에서 출력되는 토크의 최대값을 일정 값으로 제한하기 위해 조향 보조 모터의 제한 모터 토크를 결정할 수 있다(S820). 일 예를 들어, 제한 모터 토크는 조향 보조 모터가 출력하는 최대 모터 토크를 일정 값으로 제한하기 위한 값일 수 있다. 예를 들어,제한 모터 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 출력의 일정 비율로 산출될 수 있다. 즉, 제한 모터 토크는 조향 보조 모터의 최대 모터 토크 이내의 값으로 설정되어 최대 모터 토크를 제한 할 수 있는 값이며, 미리 설정될 수도 있고 전술한 동작을 통해서 산출될 수도 있다. 제한 모터 토크를 설정하기 위해 제한 모터 토크 결정 단계는 수신 단계에서 수신 받은 조향각 정보 또는 조향 토크 정보를 이용할 수 있다.
한편,각각의 정보를 활용하기 위해 제한 모터 토크 결정 단계는 제1 제한 토크 결정 단계와 제2 제한 토크 결정 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 제한 모터 토크 결정 단계는 조향각 정보가 최대 조향각 정보와 일치된 상태가 미리 설정된 제1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제1 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이 경우, 제1 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수 있다.
다른 예로, 제한 모터 토크 결정 단계는 운전자 조향토크 정보가 미리 설정된 제2 시간 이상 과토크 제한 진입토크 정보 이상을 유지하는 것으로 판단되면, 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제2 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 이 경우, 제2 제한 토크는 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정될 수 있다.
이와 같이, 제한 모터 토크 결정 단계는 조향각 정보 및 최대 조향각 정보에 기초하여 제1 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정하는 제1 제한 토크 결정 단계와 운전자 조향토크 정보 및 과토크 제한 진입토크 정보에 기초하여 제2 제한 토크를 제한 모터 토크로 결정하는 제2 제한 토크 결정 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 제한 토크가 전술한 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크로 나뉘어 산출되는 경우에 제한 모터 토크를 어느 제한 토크로 결정해야 하는지에 대해서 판단할 필요가 있다.
예를 들어, 제한 모터 토크 결정 단계는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크가 적용되는 조건이 중첩하여 만족되는 경우에 제1 제한 토크와 제2 제한 토크 각각의 값과 미리 설정된 설정 조건에 기초하여 제한 모터 토크를 결정할 수 있다.
일 예로, 제한 모터 토크 결정 단계는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 작은 값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크의 비교 결과에 따라 제한 모터 토크가 결정될 수 있다. 다른 예로, 제한 모터 토크 결정 단계는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 미리 설정된 우선순위를 기준으로 제한 모터 토크를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 제한 토크가 우선하여 제한 모터 토크로 결정되도록 우선순위가 설정된 경우에 제1 제한 토크 조건을 만족하여 제1 제한 토크가 결정되면, 제2 제한 토크 값에 관계 없이 제한 모터 토크는 제1 제한 토크로 결정될 수 있다.
또 다른 예로, 제한 모터 토크 결정 단계는 제1 제한 토크 및 제2 제한 토크 중 적어도 하나에 미리 설정된 가중치를 적용하고, 가중치가 적용된 값의 평균값을 제한 모터 토크로 결정할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 조향 보조 모터 제어 방법은 제한 모터 토크 정보에 기반하여 조향 보조 모터를 제어하는 모터 전류 제어 단계를 더 포함할 수 있다(S830).
모터 전류 제어 단계는 제한 모터 토크 결정 단계에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우, 제한 모터 토크에 대응되는 제어 전류 값이 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값이 되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 모터 전류 제어 단계는 조향각 정보에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우와 조향 토크 정보에 의해 제한 모터 토크가 결정된 경우를 구분하여 모터 전류 제어를 수행할 수 있다.
이상으로, 설명된 목적을 위하여 조향 보조 모터 제어 방법의 수신 단계, 최대 조향각 결정 단계, 제한 모터 토크 결정 단계 및 모터 전류 제어 단계는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 기술 사상의 일 실시 예에 따른 토크 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 기술 사상이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 개시된 실시예들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 기술 사상의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신부;
    상기 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 상기 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정부; 및
    상기 조향각 정보, 상기 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 상기 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정부를 포함하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 최대 조향각 결정부는,
    상기 조향각 정보와 상기 기준 조향각 정보를 비교하고, 상기 조향각 정보가 상기 기준 조향각 정보를 초과하는 경우에 상기 기준 조향각 정보를 상기 조향각 정보로 갱신하되,
    상기 차량에 미리 설정된 이벤트가 발생되는 경우에 상기 기준 조향각 정보를 상기 최대 조향각 정보로 설정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기준 조향각 정보는,
    영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우의 시계방향 기준 조향각 정보와 상기 영점 조향각을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 경우의 반시계방향 기준 조향각 정보를 포함하고,
    상기 최대 조향각 결정부는,
    상기 조향각 정보가 상기 영점 조향각을 기준으로 시계방향으로 회전되어 입력되는 경우와 반시계방향으로 회전되어 입력되는 경우를 구분하여, 각각 상기 시계방향 기준 조향각 정보와 상기 반시계방향 기준 조향각 정보와 비교하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 조향각 정보가 상기 최대 조향각 정보와 일치된 상태가 미리 설정된 제1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 상기 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제1 제한 토크를 상기 제한 모터 토크로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 제한 토크는,
    상기 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정되는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 운전자 조향토크 정보가 미리 설정된 제2 시간 이상 상기 과토크 제한 진입토크 정보 이상을 유지하는 것으로 판단되면, 상기 최대 모터 토크 값 이하로 설정되는 제2 제한 토크를 상기 제한 모터 토크로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 제한 토크는,
    상기 최대 모터 토크 값의 일정 비율로 결정되는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 조향각 정보 및 상기 최대 조향각 정보에 기초하여 제1 제한 토크를 상기 제한 모터 토크로 결정하는 제1 제한 토크 결정부; 및
    상기 운전자 조향토크 정보 및 상기 과토크 제한 진입토크 정보에 기초하여 제2 제한 토크를 상기 제한 모터 토크로 결정하는 제2 제한 토크 결정부를 더 포함하되,
    상기 제1 제한 토크 및 상기 제2 제한 토크가 적용되는 조건이 중첩하여 만족되는 경우에 상기 제1 제한 토크와 상기 제2 제한 토크 각각의 값에 기초하여 상기 제한 모터 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 제1 제한 토크 및 상기 제2 제한 토크 중 작은 값을 상기 제한 모터 토크로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 제1 제한 토크 및 상기 제2 제한 토크 중 미리 설정된 우선순위를 기준으로 상기 제한 모터 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 결정부는,
    상기 제1 제한 토크 및 상기 제2 제한 토크 중 적어도 하나에 미리 설정된 가중치를 적용하고, 가중치가 적용된 값의 평균값을 상기 제한 모터 토크로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제한 모터 토크 정보에 기반하여 상기 조향 보조 모터를 제어하는 모터 전류 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 모터 전류 제어부는,
    상기 제한 모터 토크가 결정된 경우, 상기 제한 모터 토크에 대응되는 제어 전류 값이 상기 조향 보조 모터에 공급되는 최대 전류 값이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 모터 제어 장치.
  14. 차량 내에 구성되는 센서로부터 조향각 정보 및 운전자 조향토크 정보를 수신하는 수신 단계;
    상기 조향각 정보 및 미리 설정된 기준 조향각 정보에 기초하여 상기 차량의 최대 조향각을 결정하는 최대 조향각 결정 단계; 및
    상기 조향각 정보, 상기 최대 조향각 정보, 조향각 유지시간 정보, 상기 운전자 조향토크 정보, 과토크 제한 진입토크 정보, 과토크 제한 해제토크 정보 및 조향토크 유지시간 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 조향 보조 모터에서 출력되는 최대 모터 토크를 제한하기 위한 제한 모터 토크를 결정하는 제한 모터 토크 결정 단계를 포함하는 조향 보조 모터 제어 방법.
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