KR20220021235A - 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법 - Google Patents

전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220021235A
KR20220021235A KR1020200101839A KR20200101839A KR20220021235A KR 20220021235 A KR20220021235 A KR 20220021235A KR 1020200101839 A KR1020200101839 A KR 1020200101839A KR 20200101839 A KR20200101839 A KR 20200101839A KR 20220021235 A KR20220021235 A KR 20220021235A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
compensation
gain
unit
compensation gain
Prior art date
Application number
KR1020200101839A
Other languages
English (en)
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 KR1020200101839A priority Critical patent/KR20220021235A/ko
Publication of KR20220021235A publication Critical patent/KR20220021235A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B62D6/008Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • 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
    • B60W40/02Estimation 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 ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/068Road friction coefficient
    • 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
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/10Interpretation of driver requests or demands
    • 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
    • B62D5/046Controlling the motor
    • 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
    • B60W2050/0024Variable gains
    • 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
    • B60W2050/0043Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052Filtering, filters
    • B60W2050/0054Cut-off filters, retarders, delaying means, dead zones, threshold values or cut-off frequency
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명은 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치는, 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는 조향정보 입력부; 및 조향정보 입력부로부터 입력된 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하고, 조타속도에 따라 고주파 성분을 안정화하여 설정범위 내의 보상게인을 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING FRICTION FEEL OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 동력 조향장치에서 조타 시 마찰감이나 관성감을 제거하여 최적화된 조향감을 제공할 수 있도록 하는 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전동식 동력 조향장치(Motor Driven Power Steering; MDPS)는 전기모터를 이용해 운전자가 조향하는 방향으로 보조토크를 제공하여 핸들링이 가벼워지게 하는 것이다.
이러한 전동식 동력 조향장치는 기존의 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering; HPS)와 달리 차량의 주행 조건에 따라 자동으로 전기모터의 동작을 제어하여 조타성능과 조타감을 향상시킬 수 있다.
이때, 전동식 동력 조향장치는 조향휠에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크센서, 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 구비하여 차량의 주행 조건을 판단한다.
전동식 동력 조향장치에서 모터를 제어하여 동력 조향이 이루질 때에는 프릭션(마찰)에 대한 보상을 수행하여 조타감 및 복원성능을 향상시킴으로써 차량의 주행 성능이 향상된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0027663호(2016.03.10. 공개, MDPS 시스템의 프릭션 보상 제어 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
이와 같은 전동식 동력 조향장치에서 초기 조타 시나 반전 조타 시 관성감이나 마찰감을 느끼는 경우가 많이 발생하고 있어 기구의 모델링 등을 통해 프릭션을 예측하고 대응하는 방법이 적용되고 있다.
그러나, 이러한 모델링을 통해 프릭션을 예측하는 경우 모델링의 불확실성 등으로 인해 역보상이 발생하고 이질감을 증대시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전동식 동력 조향장치에서 조타 시 마찰감이나 관성감을 제거하여 최적화된 조향감을 제공할 수 있도록 하는 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치는, 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는 조향정보 입력부; 및 조향정보 입력부로부터 입력된 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하고, 조타속도에 따라 고주파 성분을 안정화하여 설정범위 내의 보상게인을 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 조향정보는, 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 컬럼토크나 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 설정하는 게인 설정부; 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 설정하는 유지시간 설정부; 게인 설정부에서 설정된 게인의 크기와 유지시간 설정부에서 설정된 유지시간에 따라 보상게인을 설정시간 유지하는 보상게인 유지부; 조향 각속도나 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시키는 안정화부; 보상게인 유지부를 통해 설정된 보상게인과 안정화부에서 안정화된 컬럼토크를 적용하여 설정된 보상게인을 설정범위 내로 제한하는 보상게인 제한부; 및 보상게인 제한부에서 제한된 보상게인을 출력하는 보상게인 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 게인 설정부는, 컬럼토크나 토션바 비틀림각의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 유지시간 설정부, 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 안정화부는, 조타속도가 느릴 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 낮추는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법은, 제어부가 조향정보 입력부를 통해 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는 단계; 제어부가 조향정보 입력부로부터 입력된 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하여 보상게인을 설정하는 단계; 제어부가 조타속도에 따라 보상게인의 고주파 성분을 안정화하는 단계; 및 제어부가 보상게인을 안정화한 후 설정범위 내로 제한하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 조향정보는, 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보상게인을 설정하는 단계는, 제어부가 컬럼토크나 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 설정하는 단계; 및 제어부가 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 고주파 성분을 안정화하는 단계는, 조향 각속도나 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 고주파 성분을 안정화하는 단계는, 조타속도가 느릴 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 낮추는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법은 전동식 동력 조향장치에서 조타 시 마찰감이나 관성감을 제거하여 최적화된 조향감을 제공할 수 있어 반전 조타 뿐만 아니라 모든 상황에서도 최적화된 보상으로 운전자에게 보다 나은 조향감을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 컬럼토크와 게인과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 컬럼토크 변화량과 유지시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 보상게인의 유지시간을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 보상게인의 제한범위를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 컬럼토크와 게인과의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 컬럼토크 변화량과 유지시간과의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 보상게인의 유지시간을 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에서 보상게인의 제한범위를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치는, 조향정보 입력부(10) 및 제어부(20)를 포함할 수 있다.
조향정보 입력부(10)는 전동식 동력 조향장치의 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받을 수 있다.
여기서, 조향정보는 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제어부(20)는 조향정보 입력부(10)로부터 입력된 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하고, 조타속도에 따라 고주파 성분을 안정화하여 설정범위 내의 보상게인을 출력할 수 있다.
보다 구체적으로 제어부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 게인 설정부(210), 유지시간 설정부(220), 보상게인 유지부(240), 안정화부(230), 보상게인 제한부(250) 및 보상게인 출력부(260)를 포함할 수 있다.
게인 설정부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 컬럼토크나 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 튜닝을 통해 설정할 수 있다.
유지시간 설정부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 테이블화하여 설정할 수 있다.
여기서, 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량을 컬럼토크나 토션바 비틀림각을 2차 미분하여 얻을 수 있다.
또한, 게인 설정부(210)와 유지시간 설정부(220)는 컬럼토크나 토션바 비틀림각의 노이즈를 제거하고, 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 통해 리플이 실리는 것을 방지할 수 있다.
이때 리플은 고주파 성분이 많기 때문에 조타에 따른 필요 신호를 필터링하기 위하여 4hz 미만으로 저주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 설정할 수 있다.
보상게인 유지부(240)는 게인 설정부(210)에서 설정된 게인의 크기와 유지시간 설정부(220)에서 설정된 유지시간에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 보상게인을 설정시간 유지할 수 있다.
전동식 동력 조향장치는 조향 시 토션바가 비틀어짐으로써 컬럼토크를 측정할 수 있다. 그러나 토션바는 강성이 상대적으로 작아 전동식 동력 조향장치의 공진에 매우 취약 할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 공진점을 회피하기 위해 필요한 순간에 최적화된 크기의 보상게인을 설정시간 동안 유지할 수 있다.
안정화부(230)는 조향 각속도나 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시킬 수 있다.
여기서 안정화부(230)는 조타속도가 느릴 경우 상대적으로 고주파 영역의 게인이 필요없어 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 낮추어 고주파 제어의 범위를 더 넓게 유지하도록 하여 고주파 영역을 안정화시킬 수 있어 제어 안정성을 유지하면서도 성능을 극대화 시킬 수 있다.
보상게인 제한부(250)는 보상게인 유지부(240)를 통해 설정된 보상게인에 안정화부(230)에서 고주파 영역이 안정화된 컬럼토크를 곱하여 설정된 보상게인을 도 5에 도시된 바와 같이 설정범위 내로 제한할 수 있다.
보상게인 출력부(260)는 보상게인 제한부(250)에서 제한된 보상게인을 출력하여 기본적인 전동식 동력 조향장치에서 출력되는 제어출력에 적용하여 관성감이나 마찰감을 개선할 수 있다.
이와 같이 관성감이나 마찰감을 제거하기 위해 운전자가 조타 시 발생하는 컬럼토크나 또는 토션바의 비틀림각의 신호를 고주파 필터링 하여 기본적인 전동식 동력 조향장치의 제어출력에 더해 줌으로써 제어 안정성을 유지 하면서도 성능을 극대화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치에 따르면, 전동식 동력 조향장치에서 조타 시 마찰감이나 관성감을 제거하여 최적화된 조향감을 제공할 수 있어 반전 조타 뿐만 아니라 모든 상황에서도 최적화된 보상으로 운전자에게 보다 나은 조향감을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법에서는 먼저, 제어부(20)가 조향정보 입력부(10)를 통해 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는다(S10).
여기서, 조향정보는 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
S10 단계에서 조향정보 입력부(10)로부터 조향정보를 입력받은 후 제어부(20)는 입력된 조향정보에 기초하여 도 2에 도시된 바와 같이 컬럼토크나 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 튜닝을 통해 설정한다(S20).
또한, 제어부(20)는 S10 단계에서 입력받은 조향정보를 기반으로 도 3에 도시된 바와 같이 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 테이블화하여 설정한다(S30).
여기서, 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량을 컬럼토크나 토션바 비틀림각을 2차 미분하여 얻을 수 있다.
한편, 제어부(20)는 컬럼토크나 토션바 비틀림각의 노이즈를 제거하고, 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 통해 리플이 실리는 것을 방지할 수 있다.
이때 리플은 고주파 성분이 많기 때문에 조타에 따른 필요 신호를 필터링하기 위하여 4hz 미만으로 저주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 설정할 수 있다.
S20 단계와 S30 단계에서 게인의 크기와 보상이 유지되는 시간을 설정한 후 제어부는 도 4에 도시된 바와 같이 보상게인을 설정시간 유지하는 보상게인을 설정한다(S40).
S40 단계에서 보상게인을 설정한 후 제어부(20)는조향 각속도나 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시킨다(S50).
여기서 제어부(20)는 조타속도가 느릴 경우 상대적으로 고주파 영역의 게인이 필요없어 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 컷오프 주파수를 낮추어 고주파 제어의 범위를 더 넓게 유지하도록 하여 고주파 영역을 안정화시킬 수 있어 제어 안정성을 유지하면서도 성능을 극대화 시킬 수 있다.
이후 제어부(20)는 S40 단계에서 설정된 보상게인에 대해 S50 단계에서 고주파 영역이 안정화된 컬럼토크를 곱하여 고주파 영역을 안정화시킨 후 보상게인을 도 5에 도시된 바와 같이 설정범위 내로 제한한다(S60).
S60 단계에서 보상게인을 설정된 범위로 제한한 후 제어부(20)는 제한된 보상게인을 출력하여 기본적인 전동식 동력 조향장치에서 출력되는 제어출력에 적용하여 관성감이나 마찰감을 개선할 수 있다.
이와 같이 관성감이나 마찰감을 제거하기 위해 운전자가 조타 시 발생하는 컬럼토크나 또는 토션바의 비틀림각의 신호를 고주파 필터링 하여 기본적인 전동식 동력 조향장치의 제어출력에 더해 줌으로써 제어 안정성을 유지 하면서도 성능을 극대화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법에 따르면, 전동식 동력 조향장치에서 조타 시 마찰감이나 관성감을 제거하여 최적화된 조향감을 제공할 수 있어 반전 조타 뿐만 아니라 모든 상황에서도 최적화된 보상으로 운전자에게 보다 나은 조향감을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 조향정보 입력부 20 : 제어부
210 : 게인 설정부 220 : 유지시간 설정부
230 : 안정화부 240 : 보상게인 유지부
250 : 보상게인 제한부 260 : 보상게인 출력부

Claims (11)

  1. 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는 조향정보 입력부; 및
    상기 조향정보 입력부로부터 입력된 상기 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하고, 조타속도에 따라 고주파 성분을 안정화하여 설정범위 내의 보상게인을 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 조향정보는, 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 컬럼토크나 상기 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 설정하는 게인 설정부;
    컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 설정하는 유지시간 설정부;
    상기 게인 설정부에서 설정된 게인의 크기와 상기 유지시간 설정부에서 설정된 유지시간에 따라 상기 보상게인을 설정시간 유지하는 보상게인 유지부;
    상기 조향 각속도나 상기 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 상기 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시키는 안정화부;
    상기 보상게인 유지부를 통해 설정된 상기 보상게인과 상기 안정화부에서 안정화된 상기 컬럼토크를 적용하여 설정된 상기 보상게인을 설정범위 내로 제한하는 보상게인 제한부; 및
    상기 보상게인 제한부에서 제한된 상기 보상게인을 출력하는 보상게인 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 게인 설정부는, 상기 컬럼토크나 상기 토션바 비틀림각의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 유지시간 설정부, 상기 컬럼토크 변화량이나 상기 토션바 비틀림각 변화량의 노이즈를 제거하기 위한 저주파 통과 필터나 래그 필터 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 안정화부는, 조타속도가 느릴 경우 고주파 통과 필터의 상기 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 상기 컷오프 주파수를 낮추는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치.
  7. 제어부가 조향정보 입력부를 통해 조향축에서 발생되는 조향정보를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 조향정보 입력부로부터 입력된 상기 조향정보에 기초하여 보상게인의 크기와 유지시간을 결정하여 보상게인을 설정하는 단계;
    상기 제어부가 조타속도에 따라 상기 보상게인의 고주파 성분을 안정화하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 보상게인을 안정화한 후 설정범위 내로 제한하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 조향정보는, 컬럼토크, 토션바 비틀림각, 조향 각속도 및 모터 각속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 보상게인을 설정하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 컬럼토크나 상기 토션바 비틀림각에 비례하여 보상하기 위한 게인의 크기를 설정하는 단계; 및
    상기 제어부가 컬럼토크 변화량이나 토션바 비틀림각 변화량에 비례하여 보상이 유지되는 유지시간을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 고주파 성분을 안정화하는 단계는, 상기 조향 각속도나 상기 모터 각속도를 기반으로 컷오프 주파수를 조정하여 상기 컬럼토크의 고주파 영역을 안정화시키는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 고주파 성분을 안정화하는 단계는, 조타속도가 느릴 경우 고주파 통과 필터의 상기 컷오프 주파수를 높이고, 조타속도가 빠를 경우 고주파 통과 필터의 상기 컷오프 주파수를 낮추는 것을 특징으로 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상방법.
KR1020200101839A 2020-08-13 2020-08-13 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법 KR20220021235A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101839A KR20220021235A (ko) 2020-08-13 2020-08-13 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101839A KR20220021235A (ko) 2020-08-13 2020-08-13 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220021235A true KR20220021235A (ko) 2022-02-22

Family

ID=80494098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200101839A KR20220021235A (ko) 2020-08-13 2020-08-13 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220021235A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102224996B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법
US9193379B2 (en) Apparatus and method for stabilizing steering feel in motor-driven power steering
JP5200033B2 (ja) 電動パワーステアリング制御装置
KR102172090B1 (ko) 전동식 조향장치의 제어장치 및 그 방법
JP4009589B2 (ja) 電気パワーステアリングシステムのための速度補償制御
JP4134158B2 (ja) 電動パワーステアリング制御装置
KR102228161B1 (ko) 전동식 동력 조향장치의 댐핑 제어 장치 및 그 방법
CN109305214B (zh) 马达驱动的动力转向机构的减振设备和方法
US20150066302A1 (en) Control apparatus of motor driven power steering
KR20220026642A (ko) 자율주행차량의 조향 제어 장치 및 방법
KR20210135738A (ko) 전동식 조향시스템의 제어 장치 및 방법
US20230040500A1 (en) Apparatus and method for controlling motor driven power steering system of vehicle
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
KR20220008012A (ko) 전동식 조향시스템의 제어 장치 및 방법
JP7117233B2 (ja) 電子制御装置、制御方法、及び電子制御プログラム
KR20220021235A (ko) 전동식 동력 조향장치의 마찰감 보상장치 및 그 방법
KR101981480B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법
US11208142B2 (en) Steering feel control apparatus and method of motor driven power steering
KR102049922B1 (ko) 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법
US9216762B2 (en) Apparatus and method for driving motor driven power steering
KR102135728B1 (ko) Mdps의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법
JP4720361B2 (ja) 操舵制御装置
KR100751684B1 (ko) 이피에스의 능동 복원 제어방법
JP2004322741A (ja) 車両用電動パワーステアリング装置
KR20220055253A (ko) 전동식 동력 조향장치의 저더 보상장치 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination