KR101825764B1 - Steering apparatus for car and current controlling method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차량의 조향장치와 그의 전류제어방법에 관한 것으로서, 차량 조향장치의 장기간 사용에도 초기 사용시 운전자가 느꼈던 조향감을 그대로 유지할 수 있도록 하여 조향 안정성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 장기간 사용에 따라 운전자가 느끼는 조타 이질감을 최소화하여 전동식 조향장치에 대한 신뢰감을 향상시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle and a current control method thereof, and has an effect of enhancing steering stability by allowing a steering feeling felt by a driver to be maintained at the time of initial use even when the vehicle steering apparatus is used for a long period of time.
In addition, there is an advantage that the sense of steering sensation felt by the driver is minimized for a long period of use, thereby improving the reliability of the electric steering system.

Figure R1020130032260
Figure R1020130032260

Description

차량의 조향 장치 및 그의 전류제어방법{STEERING APPARATUS FOR CAR AND CURRENT CONTROLLING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle,

본 발명은 차량의 조향 장치 및 그의 전류제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle and a current control method thereof.

일반적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 조향장치와 모터를 이용한 전동식 조향장치가 적용되고 있다.Generally, a hydraulic steering apparatus using a hydraulic pressure of a hydraulic pump and an electric steering system using a motor are applied as a steering apparatus of an automobile.

유압식 조향장치는 조향보조동력을 공급하는 동력원인 유압펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데에 비해 전동식 조향장치는 조향휠의 회전에 의해 조향토크가 발생하면, 발생된 조향토크에 비례하는 조향보조동력을 모터가 공급한다.In the hydraulic steering system, the hydraulic pump, which is the power source for supplying the steering assist power, is always driven by the engine to consume energy regardless of whether the steering wheel rotates or not. The motor supplies the steering assist power proportional to the generated steering torque.

전동식 조향장치는 조향휠의 회전에 의해 발생한 조향토크가 랙-피니언 기구부를 거쳐서 랙바에 전달되고, 상기 발생된 조향토크에 따라 조향 모터에서 조향 보조동력이 발생하면, 발생한 조향 보조동력이 랙바에 전달되도록 구성된다. 즉, 조향휠에 의해 발생한 조향 토크와 조향 모터에서 발생한 조향보조동력이 합쳐져서 랙바를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.In the electric steering apparatus, the steering torque generated by the rotation of the steering wheel is transmitted to the rack bar via the rack-and-pinion mechanism section. When the steering assist power is generated in accordance with the generated steering torque, the generated steering assist power is transmitted to the rack bar . That is, the steering torque generated by the steering wheel and the steering assist power generated by the steering motor are combined to move the rack bar in the axial direction.

한편, 상기 조향장치를 오랜 시간 사용하다보면 상기 조향장치를 구성하는 기구부의 여러 부재, 예를 들어 랙-피니언 기구부나 감속기 등에서 마모가 일어난다거나 헐거워지는 등의 이유로 기구부재 간 마찰력이 감소할 수 있으며, 이러한 마찰력 감소로 인해 사용자는 상기 전동식 조향장치의 초기 사용시 보다 가벼운 조향감을 느낄 수 있다.On the other hand, when the steering apparatus is used for a long time, frictional force between the mechanism members may be reduced due to wear of the various members of the mechanism constituting the steering apparatus, for example, rack-pinion mechanism, speed reducer, etc., , The user can feel a lighter steering feeling at the time of initial use of the electric power steering apparatus due to the reduction of the frictional force.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 조향장치의 장기간 사용에도 초기 사용시 운전자가 느꼈던 조향감을 그대로 유지할 수 있도록 하여 조향 안정성을 높일 수 있도록 하는 차량의 조향장치와 그의 전류제어방법을 제공하는 데 있다.In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a steering apparatus for a vehicle and a method of controlling the current of the vehicle, which can maintain the steering feeling felt by the driver at the time of initial use even when the steering apparatus is used for a long period of time.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 조향각 센서로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향 횟수를 산출하여 누적하는 조향 횟수 산출단계; 토크 센서로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터에 공급할 구동 전류를 산출하는 구동전류 산출단계; 및 상기 누적된 조향 횟수에 따라 서로 다른 프릭션 보상 게인을 적용하여 상기 구동전류를 보상하는 전류보상 수행단계를 포함하는 차량의 조향장치의 전류 제어방법을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, in one aspect, the present invention provides a steering method, comprising: calculating a steering number of times to calculate and accumulate a steering number of times based on steering angle information received from a steering angle sensor; A drive current calculating step of calculating a drive current to be supplied to the motor based on the torque information received from the torque sensor; And a current compensation step of compensating the drive current by applying different friction compensation gains according to the accumulated number of times of steering.

다른 측면에서, 본 발명은, 차량의 조향장치에 있어서, 조향각 센서로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향 횟수를 누적하는 조향 횟수 산출부; 토크센서로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터의 구동전류를 생성하여 상기 모터에 공급하는 구동전류 제어부; 및 상기 누적된 조향 횟수에 따라 서로 다른 프릭션 보상 게인을 적용하여 상기 구동전류를 보상하는 보상전류 제어부를 포함하는 차량의 조향장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a vehicle, comprising: a steering number calculation unit for accumulating a steering number of times based on steering angle information received from a steering angle sensor; A drive current controller for generating a drive current of the motor based on the torque information received from the torque sensor and supplying the drive current to the motor; And a compensating current controller for compensating the driving current by applying different friction compensation gains according to the accumulated number of steering times.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량 조향장치의 장기간 사용에도 초기 사용시 운전자가 느꼈던 조향감을 그대로 유지할 수 있도록 하여 조향 안정성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to maintain the steering feeling felt by the driver at the time of initial use even if the vehicle steering apparatus is used for a long period of time, thereby improving the steering stability.

또한, 장기간 사용에 따라 운전자가 느끼는 조타 이질감을 최소화하여 전동식 조향장치에 대한 신뢰감을 향상시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the sense of steering sensation felt by the driver is minimized for a long period of use, thereby improving the reliability of the electric steering system.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치의 구성이 도시된 구성도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치에 있어서, 프릭션 보상 제어부의 구성이 도시된 블록도이다.
도3 및 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치에 있어서, 롱텀 프릭션 보상 맵이 간략하게 도시된 구성도이다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치의 프릭션 보상 제어방법이 도시된 순서도이다.1 is a configuration diagram showing the configuration of a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a friction compensation control unit in a steering system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3 and 4 are schematic diagrams showing a long-run friction compensation map in a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a friction compensation control method of a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명은, 조향각 정보와 차속정보를 토대로 모터로 인가되는 구동 전류를 보상함에 따라 조향장치의 장기간 사용에도 초기 사용시 운전자가 느꼈던 조향감을 그대로 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
The present invention is characterized by compensating the driving current applied to the motor based on the steering angle information and the vehicle speed information so that the steering feeling felt by the driver at the time of initial use can be maintained even when the steering apparatus is used for a long time.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

우선, 본 발명의 일실시에에 따른 차량의 조향장치의 구성에 대해 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치는 조향 휠부터 양측 바퀴까지 이어지는 조향계통을 포함하며, 상기 조향계통에 보조 조향동력을 공급하는 보조동력기구를 더 포함하여 구성될 수 있다.First, the configuration of a steering apparatus for a vehicle according to one embodiment of the present invention will be described. The steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention may further include an auxiliary power mechanism including a steering system extending from the steering wheel to both wheels and supplying an auxiliary steering power to the steering system.

조향계통은 일측이 조향 휠에 연결되어 조향 휠과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트를 매개로 피니언축에 연결되는 조향축을 포함하여 구성된다.The steering system comprises a steering shaft, one side of which is connected to the steering wheel to rotate with the steering wheel, and the other side to the pinion shaft via a pair of universal joints.

피니언축은 랙-피니언 기구부를 통해 랙바에 연결되고 랙바의 양단은 타이로드와 너클암을 통해 차량의 바퀴에 연결된다. 랙-피니언 기구부는 피니언축에 형성되어 있는 피니언 기어와 랙바의 외주면일측에 형성되어 있는 랙 기어가 서로 맞물려서 형성되어 운전자가 조향 휠을 조작하면 토크가 발생하고, 발생한 토크가 랙-피니언 기구부와 타이로드를 통해 바퀴에 전달됨에 따라 상기 바퀴의 조향이 이루어지게 된다.The pinion shaft is connected to the rack bar via the rack-pinion mechanism and both ends of the rack bar are connected to the wheels of the vehicle via the tie rod and the knuckle arm. The rack-and-pinion mechanism portion is formed by the pinion gear formed on the pinion shaft and the rack gear formed on one side of the outer peripheral surface of the rack bar meshing with each other. When the driver manipulates the steering wheel, torque is generated, and the generated torque is transmitted to the rack- And the steering wheel is steered as it is transmitted to the wheel through the rod.

보조 동력기구는 운전자가 조향 휠에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기신호를 출력하는 토크 센서, 토크 센서로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit), 전자 제어 장치로부터 전해지는 신호에 기초하여 보조동력을 발생시키는 모터 및 모터에서 발생한 보조 동력을 조향 축에 전달하는 감속기를 포함하여 구성된다.The auxiliary power mechanism includes a torque sensor that senses a torque applied to the steering wheel by the driver and outputs an electric signal proportional to the sensed torque, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) that generates a control signal based on the electric signal transmitted from the torque sensor, A control unit, a motor for generating an auxiliary power based on a signal transmitted from the electronic control unit, and a speed reducer for transmitting auxiliary power generated by the motor to the steering shaft.

본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치는 상기 조향계통를 구성하는 랙-피니언 기구부 등 또는 보조 동력기구를 구성하는 감속기 등의 기구들간 마찰력이 감소함에 따라 조향감이 가벼워지는 것을 보상하기 위한 것으로, 구체적인 기구적 구성은 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, steer-by-wire 시스템과 같이 전기적 신호를 통해 조향 휠의 토크가 바퀴로 전달되도록 구성되는 조향장치에서도 적용될 수 있다.
The steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention is intended to compensate for a reduction in the sense of steering feeling as the frictional force between the mechanisms such as the rack-and-pinion mechanism constituting the steering system or the reducer constituting the auxiliary power mechanism is reduced The specific mechanical configuration is not limited to the above, and may be applied to a steering apparatus configured such that the torque of the steering wheel is transmitted to the wheels through an electrical signal such as a steer-by-wire system.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치의 구성이 도시된 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the configuration of a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치는, 동력이 발생하는 모터(40)와, 상기 모터(40)로 구동전류를 인가하여 상기 모터(40)의 구동을 제어하는 전자제어장치(ECU, 100)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a motor 40 for generating power, a controller 40 for controlling driving of the motor 40 by applying a driving current to the motor 40 And an electronic control unit (ECU) 100 as shown in Fig.

전자제어장치(100)는 조향각 센서(10)로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향 장치의 기구부의 마모에 따른 마찰력 감소를 보상하기 위한 프릭션 보상 제어부(200)와, 상기 모터(40)의 동작을 제어하여 동력을 발생시킬 수 있도록 구동전류를 생성하여 상기 모터(40)에 인가하는 구동전류 제어부(150)를 포함한다.The electronic control unit 100 includes a friction compensation control unit 200 for compensating for a reduction in frictional force due to wear of a mechanical part of the steering apparatus based on the steering angle information received from the steering angle sensor 10, And a driving current control unit 150 for generating a driving current so as to generate power and controlling the driving current to be applied to the motor 40.

상기 구동전류 제어부(150)는 토크 센서(30)로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터(40)로 인가될 구동전류를 생성한다. 또한, 상기 프릭션 보상 제어부(200)로부터 보상전류 제어신호를 전달받는 경우 상기 구동전류에 상기 보상 제어신호를 반영하여 상기 모터(40)에 대한 목표 구동전류를 생성하고, 생성된 목표 구동전류를 상기 모터에 인가함으로써 상기 모터(40)에서 동력이 발생하도록 한다.The driving current control unit 150 generates a driving current to be applied to the motor 40 based on the torque information received from the torque sensor 30. [ When the compensating current control signal is received from the friction compensation controller 200, the compensating control signal is reflected on the driving current to generate a target driving current for the motor 40, So that power is generated in the motor (40) by application to the motor.

조향각 센서(10)는 조향 휠의 회전 각도를 검출하여 조향각 정보로 출력하고, 토크 센서(30)는 조향 휠과 연결된 입력축과 출력축 사이에 위치한 토션바의 비틀림량을 감지하여 조향 휠에 대한 토크 정보를 출력할 수 있다. 또한 차속센서(20)는 본 발명의 일실시예에 따른 조향장치가 장착된 차량의 주행 속도를 계측하여 차속정보로 출력할 수 있다.The steering angle sensor 10 detects the rotation angle of the steering wheel and outputs it as steering angle information. The torque sensor 30 senses the amount of torsion of the torsion bar located between the input shaft connected to the steering wheel and the output shaft, Can be output. Also, the vehicle speed sensor 20 can measure the running speed of the vehicle equipped with the steering apparatus according to an embodiment of the present invention and output it as vehicle speed information.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치에 있어서, 프릭션 보상 제어부의 구성이 도시된 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration of a friction compensation control unit in a steering system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치에 있어서, 프릭션 보상 제어부(200)는, 조향각 센서(10)로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향 횟수를 누적하는 조향 횟수 산출부(210)와, 누적 산출된 상기 조향 횟수가 기준값 이상인 경우, 롱텀 프릭션 보상 게인을 토대로 보상전류가 생성되도록 보상제어신호를 생성하여 구동전류 제어부(150)로 전달하는 보상전류 제어부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, in the steering apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention, the friction compensation control unit 200 calculates the number of steering times for accumulating the number of steering based on the steering angle information received from the steering angle sensor 10 A compensating current controller 240 for generating a compensating control signal to generate a compensating current based on the long-term friction compensating gain and transmitting the compensating control signal to the driving current controller 150 when the accumulated number of times of steering is equal to or greater than a reference value, .

또한, 상기 보상전류 제어부(240)는, 상기 조향 횟수가 상기 기준값 이하인 경우, 미리 설정된 초기 프릭션 보상 게인을 토대로 보상 전류가 생성되도록 보상제어신호를 생성하고, 생성된 보상제어신호를 구동전류 제어부(150)로 전달한다.The compensation current control unit 240 generates a compensation control signal so that a compensation current is generated based on a preset initial compensation gain when the number of times of steering is equal to or less than the reference value, (150).

상기 프릭션 보상 제어부(200)는, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치를 구성하는 각 기구부의 마찰에 따른 전류 보상이 이루어지도록 제어한다.The friction compensation control unit 200 controls the current compensation according to the friction of each mechanical unit constituting the steering apparatus of the vehicle according to an embodiment of the present invention.

상술한 차량의 조향장치의 구성을 예로 하여 보다 상세히 설명하면, 조향 휠의 조작력은 조향축과 랙-피니언 기구부와 랙바 등을 통해 차량 바퀴에 전달되며, 모터에서 발생한 보조 조향동력 역시 감속기나 벨트 동력기구를 통해 랙바를 통해 차량 바퀴에 전달될 수 있다.The operation force of the steering wheel is transmitted to the vehicle wheel through the steering shaft, the rack-pinion mechanism portion, and the rack bar, and the auxiliary steering power generated by the motor is also transmitted to the speed reducer or the belt power Can be transmitted to the vehicle wheels through the rack bars via the mechanism.

이때 상기 조향장치를 구성하는 각 기구부재 간에는 소정의 마찰력이 존재하게 되는데, 이러한 마찰력으로 인해 모터에 발생한 보조 조향동력이 랙바에 충분히 전달되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 즉, α만큼의 보조 조향 동력을 발생시키기 위해 구동전류 제어부(150)에서 구동전류를 모터(40)에 인가한 경우, 모터(40)에서 α만큼의 보조 조향동력이 발생하였음에도 불구하고 동력을 전달하는 보조 기구부재(벨트 등) 간 마찰력으로 인해 α보다 작은 β만큼의 동력이 랙바에 전달될 수 있다. 상기 프릭션 보상 제어부(200)는 마찰력으로 인해 감소된 동력을 보상하여 α만큼의 동력이 랙바로 전달되도록 보상제어신호를 생성하여 상기 구동전류 제어부(150)로 전달할 수 있다.At this time, there is a predetermined frictional force between each of the mechanism members constituting the steering apparatus, and the auxiliary steering power generated in the motor due to such frictional force may not be sufficiently transmitted to the rack bar. That is, when the driving current is applied to the motor 40 by the driving current control unit 150 to generate the auxiliary steering power by a, even though the auxiliary steering power of the motor 40 is generated by the motor 40, A power of? Smaller than? Can be transmitted to the rack bar due to the frictional force between the auxiliary mechanism member (belt, etc.) The friction compensation controller 200 compensates for the reduced power due to the frictional force, and generates a compensation control signal so that the power of? Is directly transmitted to the rack, and transmits the compensated control signal to the driving current controller 150.

따라서, 상기 프릭션 보상 제어부(200)는 미리 저장된 초기 프릭션 보상 맵(230)에 대해 상기 전동식 조향장치가 장착된 차량의 차속정보를 토대로 초기 프릭션 보상 게인 값을 도출할 수 있으며, 도출된 초기 프릭션 보상 게인 값에 따른 보상제어신호를 생성하여 상기 구동전류 제어부(150)로 전달할 수 있다.Accordingly, the friction compensation controller 200 can derive the initial friction compensation gain value based on the vehicle speed information of the vehicle equipped with the electric steering system, with respect to the preliminarily stored initial friction compensation map 230, A compensation control signal according to the initial friction compensation gain value may be generated and transmitted to the driving current controller 150.

상기 초기 프릭션 보상 맵(230)은 상술한 바와 같이 각 기구부 간 마찰력에 대해 보상이 이루어지도록 값이 설정된 것으로, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 첨부된 도3을 참조하여 후술한다.As described above, the initial friction compensation map 230 is set to be compensated for the frictional force between the respective mechanical parts, and more detailed contents thereof will be described later with reference to FIG. 3 attached hereto.

한편, 상기 프릭션 보상 제어부(200)는 상기 조향장치의 기구적 마모에 의해 조향감에 영향을 줄 정도로 기구부재간 마찰력이 감소된 것으로 판단되면, 상기 초기 프릭션 보상 맵(230)이 아니라 별도로 저장된 롱텀 프릭션 보상 맵(220)을 토대로 보상 제어신호를 생성하게 된다.Meanwhile, when it is determined that the frictional force between the mechanism parts is reduced by the mechanical abrasion of the steering device, the friction compensation controller 200 may not store the initial friction compensation map 230, And generates a compensation control signal based on the long-run friction compensation map 220.

상기 초기 프릭션 보상 맵(230)은 조향장치가 제작되어 차량에 장착되는 초기 상태에서의 각 기구부 간 마찰력을 토대로 설정된 값으로, 조향장치의 장기간 사용으로 기구부가 마모되고 그에 따라 마찰력이 감소하게 되면 감소된 마찰력을 반영한 보상전류 제어신호가 생성되는 것이 바람직하다.The initial friction compensation map 230 is set based on the frictional force between the mechanical parts in the initial state in which the steering device is manufactured and mounted on the vehicle. When the mechanical part is worn out due to long-term use of the steering device, It is preferable that a compensating current control signal reflecting the reduced frictional force is generated.

따라서, 상기 보상전류 제어부(240)는 상기 기구부의 마찰력이 일정 이상 감소한 것으로 판단되는 경우, 미리 설정된 상기 롱텀 프릭션 보상 맵(220)에 대해 차속 정보를 토대로 롱텀 프릭션 보상 게인 값을 도출할 수 있으며, 도출된 롱텀 프릭션 보상 게인 값에 따른 보상전류 제어신호를 생성하여 상기 구동전류 제어부(150)로 전달할 수 있다.Accordingly, when it is determined that the frictional force of the mechanical unit has decreased by a certain amount or more, the compensation current controller 240 can derive the long-term friction compensation gain value based on the vehicle speed information for the predetermined long-run friction compensation map 220 And generates a compensation current control signal according to the derived long-term friction compensation gain value, and transmits the compensation current control signal to the driving current controller 150.

상기 기구부의 마모 정도는 운전자의 조향 휠 조작에 따라 달라질 수 있는데, 운전자가 자주 조작하는 조향 각일수록 그에 대응하는 기구부재의 부분이 마모될 수 있다.The degree of abrasion of the mechanical part may vary depending on the manipulation of the steering wheel of the driver. The portion of the mechanical member corresponding to the steering angle frequently operated by the driver may be worn.

이러한 점을 고려하여, 본 발명의 일실시예에 따른 조향장치에 있어서, 상기 프릭션 보상 제어부(200)는 운전자 조작에 따른 조향각의 조향 횟수를 산출하는 조향 횟수 산출부(210)를 포함한다.In consideration of this point, in the steering apparatus according to the embodiment of the present invention, the friction compensation control unit 200 includes a steering frequency calculation unit 210 for calculating the steering frequency of the steering angle according to the driver's operation.

상기 조향 횟수 산출부(210)는 조향 휠의 조작에 의해 검출될 수 있는 가능한 조향 각도 범위에 대해 특정 각도의 조향이 얼마나 자주 이루어졌는지 빈도를 산출하는 구성요소로서, 조향각 센서(10)로부터 조향각 정보가 수신되면, 수신된 조향각 정보에 해당하는 횟수를 누적하여 카운트하게 된다.The steering frequency calculation unit 210 is a component that calculates the frequency with which the steering of a specific angle is steered with respect to the possible steering angle range that can be detected by the operation of the steering wheel. From the steering angle sensor 10, The number of times corresponding to the received steering angle information is accumulated and counted.

예를 들어, 조향각 센서(10)로부터 -30°를 나타내는 조향각 정보가 수신된 경우, 상기 조향 횟수 산출부(210)는 -30°에 대해 1회 조향이 이루어진 것으로 횟수를 산출할 수 있다. 이때 상기 조향 횟수 산출부(210)는 장기간 사용에 따른 기구적 마모 정도를 판단하기 위한 수단이므로 조향장치가 차량에 장착되어 처음으로 구동을 시작한 때부터의 조향 횟수를 누적하여 산출하는 것이 바람직하다.For example, when the steering angle information indicating -30 degrees is received from the steering angle sensor 10, the steering number calculating section 210 can calculate the number of times that steering is performed once at -30 degrees. Since the steering frequency calculation unit 210 is a means for determining the degree of mechanical wear due to long-term use, it is preferable to accumulate and calculate the number of times of steering from the time when the steering apparatus is mounted on the vehicle and started driving for the first time.

또한, 상기 조향 횟수 산출부(210)는 상술한 바와 같이 조향각 각각에 대해 조향 횟수를 산출할 수 있으나, 미리 일정 크기 단위로 조향각 구간을 설정하고, 수신된 조향각 정보가 나타내는 조향각이 속하는 조향각 구간에 대해 조향 횟수를 카운트할 수 있다.The steering frequency calculator 210 may calculate the steering frequency for each of the steering angles as described above. However, the steering frequency calculator 210 may set the steering angle intervals in units of a predetermined size in advance, The number of times of steering can be counted.

예를 들어, -720°~720°가 조향각 검출 가능 범위이고, 상기 조향각 검출 가능 범위에 대해 30° 단위로 조향각 구간을 설정한 경우, 상기 조향 횟수 산출부(210)는 수신된 조향각 정보가 나타내는 조향각이 10°이면, 상기 10°가 속하는 0°~30° 구간에 대해 조향 횟수가 1회 카운트 될 수 있다. 유사하게, 수신된 조향각 정보가 나타내는 조향각이 100°이면, 상기 100°가 속하는 90°~120°구간에 대해 조향 횟수가 1회 카운트 될 수 있는 것이다.For example, when the steering angle detection range is -720 ° to 720 ° and the steering angle interval is set in units of 30 ° with respect to the steer angle detectable range, the steering angle number calculation unit 210 calculates the steering angle If the steering angle is 10 °, the number of times of steering may be counted once for the interval of 0 ° to 30 ° where the 10 ° is included. Similarly, if the steering angle represented by the received steering angle information is 100 °, the number of times of steering can be counted once for the 90 ° to 120 ° interval in which the 100 ° is included.

이렇게 복수의 조향각 구간을 나누어 조향 횟수를 카운트하는 경우, 각 구간의 크기는 상술한 30°에 한정되지 않고 당업자에 의해 용이하게 변용될 수 있음은 물론이다.
In the case of counting the number of times of steering by dividing a plurality of steering angle sections in this manner, the size of each section is not limited to the above-mentioned 30 degrees, and can be easily changed by those skilled in the art.

한편, 상기 초기 프릭션 보상 게인은, 상기 전동식 조향장치가 장착된 차량의 차속정보와 미리 저장된 초기 프릭션 보상 맵(230)을 토대로 도출될 수 있으며, 상기 롱텀 프릭션 보상 게인은, 상기 차속정보와 미리 저장된 롱텀 프릭션 보상 맵(220)을 토대로 도출될 수 있다.The initial friction compensation gain may be derived based on the vehicle speed information of the vehicle equipped with the electric steering system and the preliminarily stored initial friction compensation map 230. The long- And a pre-stored long-term friction compensation map 220.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치에 있어서, 프릭션 보상 맵이 간략하게 도시된 구성도로서, 도3(a)는 조향각에 따른 조향 횟수 그래프가 도시된 도이고, 도3(b)는 초기 프릭션 보상 맵이 도시된 도이며, 도3(c)는 롱텀 프릭션 보상 맵이 도시된 도이다. FIG. 3 is a schematic diagram showing a friction compensation map in a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a graph showing a steering number- 3 (b) is a diagram showing an initial friction compensation map, and FIG. 3 (c) is a diagram showing a long-distance friction compensation map.

조향횟수 산출부(210)의 산출결과, 도3(a)에 도시된 바와 같은 형태의 조향 횟수 그래프가 나타날 수 있는데, 소정의 조향각 구간(a~b 구간)에서만 조향 횟수가 월등히 높고 그 외 조향각 구간(a 이하 구간, b 이상 구간)에서는 조향 횟수가 상대적으로 상당히 낮게 검출될 수 있다.As a result of the calculation of the steering frequency calculation section 210, a steering frequency graph of the type shown in FIG. 3 (a) can be displayed. The steering frequency is much higher only in a predetermined steering angle section (a to b section) The number of times of steering can be detected to be relatively low in the section (a or less section, b or more section).

초기 프릭션 보상 맵(230)은, 도3(b)에 도시된 바와 같이, 차속에 따른 보상 게인의 그래프로 나타날 수 있다. 도3(b)에 도시된 게인(gain)은 초기 프릭션 보상 게인과 동일한 의미를 가질 수 있는데, 어느 정도 차속이 증가할 때까지 상기 초기 프릭션 보상 게인은 일정한 값(c)을 유지하고, 차속이 그 이상으로 증가함에 따라 서서히 게인 값이 낮아지도록 설정될 수 있으며, 차속이 일정 속도 이상으로 증가함에 따라 게인 값이 낮아짐으로써 운전자가 저속일 때보다 무거운 조향감을 느낄 수 있도록 할 수 있다.The initial friction compensation map 230 may be represented by a graph of the compensation gain according to the vehicle speed as shown in Fig. 3 (b). The gain shown in FIG. 3 (b) may have the same meaning as the initial friction compensation gain. The initial friction compensation gain maintains a constant value c until the vehicle speed increases to some extent, The vehicle speed can be set to gradually decrease as the vehicle speed further increases. As the vehicle speed is increased beyond a predetermined speed, the gain value is lowered so that the driver can feel a greater steering feeling than when the vehicle speed is low.

롱텀 프릭션 보상 맵(220)은, 도3(c)에 도시된 바와 같이, 차속에 따른 보상 게인의 그래프의 형태로 나타날 수 있다. The long-run friction compensation map 220 may appear in the form of a graph of compensation gain according to the vehicle speed, as shown in FIG. 3 (c).

롱텀 프릭션 보상 맵(220)에서, 차속에 따른 보상 게인은 어느정도 차속이 증가할때까지 보상 게인이 일정한 값(d)을 유지하고, 차속이 그 이상으로 증가함에 따라 서서히 게인 값이 낮아지는 형태로, 이는 도3(b)에 도시된 바와 같은 초기 프릭션 보상 맵(230)에서의 형태와 유사하나, 소정 차속 이하에서 일정하게 유지되는 게인 값을 비교하면 초기 프릭션 보상 게인(c)보다 롱텀 프릭션 보상 게인(d)이 더 낮은 값을 가져야 한다.In the long-run friction compensation map 220, the compensation gain depending on the vehicle speed is maintained at a constant value d until the vehicle speed increases to some extent and the gain value gradually decreases as the vehicle speed further increases This is similar to the shape in the initial friction compensation map 230 as shown in FIG. 3 (b), but when the gain values which are kept constant at a predetermined vehicle speed or below are compared, the initial friction compensation gain c The long-run friction compensation gain (d) should have a lower value.

즉, 롱텀 프릭션 보상 맵(220)은, 기구적 마모에 따른 마찰력 감소에 따른 조향감 변화를 보상하기 위해 적용되는 구성이므로, 예를 들어 초기 프릭션 보상 게인이 1인 경우, 롱텀 프릭션 보상 맵(220)에서의 보상 게인은 1보다 낮은 값(구체적으로 0.5)으로 설정되는 것이 바람직하며, 이에 따라 구동 초기보다 적은 크기의 동력이 모터에서 발생하더라도 랙바로 전달되는 동력은 구동 초기와 동일하게 전달될 수 있는 것이다.That is, since the long-run friction compensation map 220 is applied to compensate for the change in steering feeling due to the reduction in the frictional force due to mechanical wear, for example, when the initial friction compensation gain is 1, It is desirable that the compensation gain in the map 220 is set to a value lower than 1 (specifically, 0.5), so that even if the motor generates less power than the initial stage of driving, It can be delivered.

따라서, 보상전류 제어부(240)는 조향각 센서(10)로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 수신된 조향각 정보가 나타내는 조향각 값에 해당하는 조향 횟수가 미리 설정된 기준 값(A)을 초과하는 경우, 해당 조향각에 대응하는 기구부에 마모가 상당히 발생한 것으로 판단하여 롱텀 프릭션 보상 맵(220)에서 차속정보에 대응하는 보상 게인(롱텀 프릭션 보상 게인)을 획득할 수 있으며, 조향 횟수가 상기 기준값(A)을 초과하지 않는 경우에는 초기 프릭션 보상 맵(230)에서 차속정보에 대응하는 보상 게인(초기 프릭션 보상 게인)을 획득할 수 있다.
Accordingly, when the number of steering times corresponding to the steering angle value indicated by the received steering angle information exceeds a preset reference value A based on the steering angle information received from the steering angle sensor 10, It is possible to acquire the compensation gain (long-term friction compensation gain) corresponding to the vehicle speed information in the long-run friction compensation map 220. If the number of times of steering exceeds the reference value A It is possible to obtain the compensation gain (initial friction compensation gain) corresponding to the vehicle speed information in the initial friction compensation map 230.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치는 다음과 같이 동작한다.The steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention configured as described above operates as follows.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치의 프릭션 보상 제어방법이 도시된 순서도이다.5 is a flowchart showing a friction compensation control method of a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향장치의 프릭션 보상 제어방법은, 우선, 조향각 센서(10)로부터 조향각 정보를 수신한다.(S100)5, a method of controlling a friction compensation of a steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention first receives steering angle information from a steering angle sensor 10. (S100)

조향 횟수 산출부는 수신된 조향각 정보를 토대로 조향 횟수를 누적 산출한다.(S110)The steering frequency calculation unit cumulatively calculates the steering frequency based on the received steering angle information (S110)

보상 전류 제어부(240)는, 누적 산출된 조향 횟수와 기준 값을 비교하여, 누적 산출된 조향 횟수가 기준 값 이상인 경우, 마모에 의해 기구부재간 마찰력이 감소한 것으로 판단할 수 있으며, 미리 저장된 롱텀 프릭션 보상 맵(220)에서 차속센서(20)로부터 수신된 차속정보에 대응하는 롱텀 프릭션 보상 게인을 도출한다.(S120, S140)The compensating current control unit 240 compares the accumulated number of times of steering and the reference value and can determine that the frictional force between the mechanical parts is decreased due to wear when the accumulated number of times of steering is equal to or greater than the reference value, The long-distance friction compensation gain corresponding to the vehicle speed information received from the vehicle speed sensor 20 is derived from the compensation map 220 (S120, S140).

보상 전류 제어부(240)는 도출된 롱텀 프릭션 보상 게인 값을 토대로 보상 전류 제어신호를 생성하여 구동전류 제어부(150)로 전달할 수 있으며, 구동전류 제어부(150)는 전달받은 보상전류 제어신호를 반영하여 모터(40)로 인가될 목표 구동전류를 생성할 수 있다.(S150, S160)The compensation current control unit 240 may generate a compensation current control signal based on the derived long-term friction compensation gain value and may transmit the compensation current control signal to the driving current control unit 150. The driving current control unit 150 reflects the received compensation current control signal Thereby generating a target drive current to be applied to the motor 40. (S150, S160)

상기 구동전류 제어부(150)는 보상 전류 제어신호를 전달받기 전, 토크 센서(30)로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터(40)에 공급할 구동 전류를 산출할 수 있으며, 상기 보상전류 제어신호에 따른 보상 전류가 산출되면, 상기 구동 전류에 상기 보상 전류를 반영하여 목표 구동전류를 생성할 수 있다.The drive current control unit 150 may calculate a drive current to be supplied to the motor 40 based on the torque information received from the torque sensor 30 before receiving the compensation current control signal, When the compensation current is calculated, the target current can be generated by reflecting the compensation current to the drive current.

또한, 단계 S120에서, 조향 횟수가 기준값 이하인 경우, 보상 전류 제어부(240)는 미리 저장된 초기 프릭션 보상 맵(230)에서 차속센서(20)로부터 수신된 차속정보에 대응하는 초기 프릭션 보상 게인을 도출한다.(S130)In step S120, if the number of steering operations is equal to or less than the reference value, the compensation current controller 240 sets the initial friction compensation gain corresponding to the vehicle speed information received from the vehicle speed sensor 20 in the preliminarily stored initial friction compensation map 230 (S130)

보상 전류 제어부(240)는 도출된 초기 프릭션 보상 게인 값을 토대로 보상 전류 제어신호를 생성하여 구동전류 제어부(150)로 전달할 수 있으며, 구동전류 제어부(150)는 전달받은 보상전류 제어신호를 반영하여 모터(40)로 인가될 목표 구동전류를 생성할 수 있다.(S150, S160)The compensation current control unit 240 may generate a compensation current control signal based on the derived initial compensation compensation gain value and may transmit the compensation current control signal to the driving current control unit 150. The driving current control unit 150 reflects the compensation current control signal Thereby generating a target drive current to be applied to the motor 40. (S150, S160)

구동전류 제어부에서 생성된 목표 구동전류가 모터에 인가되면, 상기 목표 구동전류에 대응하는 동력이 상기 모터에서 생성되어 랙바로 전달될 수 있다.
When the target driving current generated by the driving current control unit is applied to the motor, a power corresponding to the target driving current can be generated in the motor and directly transmitted to the rack.

본 발명의 목적 범위 안에서라면, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. Within the scope of the present invention, all of the constituent elements constituting the embodiment of the present invention may be operated selectively in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (6)

조향각 센서로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향각 각각 또는 미리 설정된 조향각 구간에 대한 조향 횟수를 산출하여 누적하는 조향 횟수 산출단계;
토크 센서로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터에 공급할 구동 전류를 산출하는 구동전류 산출단계;
상기 누적된 조향 횟수에 따라 서로 다른 프릭션 보상 게인을 적용하여 상기 구동전류를 보상하는 전류보상 수행단계
를 포함하는 차량의 조향장치의 전류 제어방법.A steering frequency calculation step of calculating and accumulating a steering frequency for each steering angle or a predetermined steering angle section based on the steering angle information received from the steering angle sensor;
A drive current calculating step of calculating a drive current to be supplied to the motor based on the torque information received from the torque sensor;
A current compensating step of compensating the driving current by applying different friction compensation gains according to the accumulated number of times of steering;
And a current control method of a steering apparatus of a vehicle. 제1항에 있어서,
상기 전류보상 수행단계는,
상기 누적된 조향 횟수가 기준값 이하인 경우, 미리 설정된 초기 프릭션 보상 게인을 토대로 상기 구동 전류를 보상하여 목표 구동전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치의 전류 제어방법.The method according to claim 1,
The current compensation step may include:
And the target drive current is generated by compensating the drive current based on a preset initial friction compensation gain when the accumulated number of steering times is equal to or less than a reference value. 제2항에 있어서,
상기 전류보상 수행단계는,
상기 누적된 조향 횟수가 기준값 이상인 경우, 상기 초기 프릭션 보상 게인과 다르게 설정된 프릭션 보상 게인을 토대로 상기 구동 전류를 보상하여 목표 구동전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치의 전류 제어방법.3. The method of claim 2,
The current compensation step may include:
Wherein the target driving current is generated by compensating the driving current based on a friction compensation gain different from the initial friction compensation gain when the accumulated steering number is equal to or greater than a reference value. 차량의 조향장치에 있어서,
조향각 센서로부터 수신된 조향각 정보를 토대로 조향각 각각 또는 미리 설정된 조향각 구간에 대한 조향 횟수를 누적하는 조향 횟수 산출부;
토크센서로부터 수신된 토크 정보를 토대로 모터의 구동전류를 생성하여 상기 모터에 공급하는 구동전류 제어부; 및
상기 누적된 조향 횟수에 따라 서로 다른 프릭션 보상 게인을 적용하여 상기 구동전류를 보상하는 보상전류 제어부
를 포함하는 차량의 조향장치.A steering apparatus for a vehicle,
A steering frequency calculation unit for calculating a steering frequency for each steering angle or a predetermined steering angle section based on the steering angle information received from the steering angle sensor;
A drive current controller for generating a drive current of the motor based on the torque information received from the torque sensor and supplying the drive current to the motor; And
A compensating current controller for compensating the driving current by applying different friction compensation gains according to the accumulated steering number,
And the steering angle of the steering wheel. 제4항에 있어서,
상기 보상전류 제어부는,
상기 누적된 조향 횟수가 기준값 이상인 경우, 차속 센서로부터 수신된 차속정보와 미리 저장된 롱텀 프릭션 보상 맵을 토대로 도출된 프릭션 보상 게인에 따라 보상 전류가 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치.5. The method of claim 4,
Wherein the compensation current controller comprises:
And a compensation current is generated in accordance with the friction compensation gain derived based on the vehicle speed information received from the vehicle speed sensor and the previously stored long-term friction compensation map, when the accumulated number of steering times is equal to or greater than a reference value. 제4항에 있어서,
상기 보상전류 제어부는,
상기 조향 횟수가 기준값 이하인 경우, 미리 설정된 초기 프릭션 보상 게인을 토대로 상기 보상 전류가 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향장치.5. The method of claim 4,
Wherein the compensation current controller comprises:
And the compensation current is generated based on a preset initial friction compensation gain when the number of steering times is equal to or less than a reference value.
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