KR101981480B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 전동식 파워 스티어링 시스템에서 조향각, 각속도, 및 컬럼토크 중 적어도 하나를 검출하는 센서; 및 상기 조향각이나 각속도를 바탕으로 반전 조타 여부를 판단하여, 비반전 조타 시에는 상기 컬럼토크에 기초한 고주파 보상 게인(제2 게인)을 최종 보상 게인으로서 출력하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 상기 고주파 보상 게인(제2 게인)에 적용하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 제어부;를 포함한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF MDPS SYSTEM}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동식 파워 스티어링(MDPS) 시스템의 반전 조타 시 순간적으로 응답성을 높여 주어 끈적이는 느낌이나 걸리는 느낌과 같은 조타 이질감을 개선할 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 최근 차종에서는 전동식 파워 스티어링(MDPS; Motor Drive Power Steering) 시스템이 적용되고 있다. 이러한 전동식 파워 스티어링(MDPS) 시스템은 엔진의 회전에 의해 오일의 흐름을 이용한 것이 아니라 모터의 회전을 이용하여 쉽게 핸들을 회전시킬 수 있는 시스템이며, 엔진의 부하를 저감시키므로 연비 향상에 탁월한 효과를 나타내고 있다.
상기 MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일 교환이 필요 없다는 장점이 있으며, 차량 조향 시 운전자가 스티어링 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 한다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해 감지하고, 이 신호를 MDPS 시스템이 받아서 현재 자동차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다.
그런데 종래의 MDPS 시스템은 컬럼토크를 보상하는 방식을 통해 반전 조타 시 게인(gain)의 변화에 따라 발생하는 히스테리시스 폭을 제어하여 조향감을 개선하는 방식이 제안되어 있으나, 이러한 방식으로는 끈적이는 느낌이나 걸리는 느낌과 같은 조타 이질감을 개선할 수 없는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2015-0136885호(2015.12.08. 공개, 전동식 파워 스티어링 시스템의 컬럼토크 보상 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전동식 파워 스티어링(MDPS) 시스템의 반전 조타 시 순간적으로 응답성을 높여 주어 끈적이는 느낌이나 걸리는 느낌과 같은 조타 이질감을 개선할 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치는, 전동식 파워 스티어링 시스템에서 조향각, 각속도, 및 컬럼토크 중 적어도 하나를 검출하는 센서; 및 상기 조향각이나 각속도를 바탕으로 반전 조타 여부를 판단하여, 비반전 조타 시에는 상기 컬럼토크에 기초한 고주파 보상 게인(제2 게인)을 최종 보상 게인으로서 출력하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 상기 고주파 보상 게인(제2 게인)에 적용하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조향각 또는 각속도 신호의 위상 보상을 통해, 상기 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트를 실시하는 위상 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 위상 보상된 신호를 부호화 처리하고, 이 부호가 음수에서 양수, 또는 양수에서 음수로 변경되는지 여부에 따라 반전 조타를 판단하는 반전 조타 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 보상 게인 테이블에 저장되어 있는 게인 값 중 각가속도에 대응하는 게인을 보상 게인 값으로 출력하고, 비 반전 조타 시, 보상 게인 값으로 1을 출력하도록 선택하는 게인 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 각가속도에 대응하는 게인 값(제1 게인)이 선택되어 보상 게인 값으로 출력되면, 보상 게인 유지시간 테이블에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간 만큼 상기 보상 게인 출력을 유지하는 보상 게인 유지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 상기 출력되는 보상 게인(제1 게인) 값이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit)시켜 출력하는 보상 게인 제한부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 고주파 필터부를 통해 컬럼토크 신호나 모터 전류를 검출하여 고주파 성분을 필터링한 후, 상기 고주파 성분에 대응하여 출력되는 보상 게인(제2 게인)에 상기 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 곱하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 곱셈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법은, 전동식 파워 스티어링 시스템에 설치된 하나 이상의 센서를 이용해 조향각, 각속도, 및 컬럼토크 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 및 제어부가 상기 조향각이나 각속도를 바탕으로 반전 조타 여부를 판단하여, 비반전 조타 시에는 상기 컬럼토크에 기초한 고주파 보상 게인(제2 게인)을 최종 보상 게인으로서 출력하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 상기 고주파 보상 게인(제2 게인)에 적용하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 조향각 또는 각속도 신호의 위상 보상을 통해, 상기 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트를 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 위상 보상된 신호를 부호화 처리하고, 이 부호가 음수에서 양수, 또는 양수에서 음수로 변경되는지 여부에 따라 반전 조타를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 보상 게인 테이블에 미리 저장되어 있는 게인 값 중 각가속도에 대응하는 게인을 보상 게인 값으로서 출력하고, 비 반전 조타 시, 보상 게인 값으로 1을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 각가속도에 대응하는 게인 값(제1 게인)이 선택되어 보상 게인 값으로서 출력되면, 보상 게인 유지시간 테이블에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간 만큼 보상 게인 출력을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 상기 출력되는 보상 게인(제1 게인) 값이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit)시켜 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는, 반전 조타 시, 고주파 필터부를 통해 컬럼토크 신호나 모터 전류를 검출하여 고주파 성분을 필터링한 후, 상기 고주파 성분에 대응하여 출력되는 보상 게인(제2 게인)에 상기 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 곱하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전동식 파워 스티어링(MDPS) 시스템의 반전 조타 시 순간적으로 응답성을 높여 주어 끈적이는 느낌이나 걸리는 느낌과 같은 조타 이질감을 개선할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법의 일 실시예를 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 파워 스티어링 시스템의 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치는, 위상(phase) 보상부(110), 반전 조타 판단부(120), 각가속도 산출부(130), 저주파 필터부(140), 게인 선택부(150), 보상 게인 테이블(160), 보상 게인 유지시간 테이블(170), 보상 게인 유지부(180), 보상 게인 제한부(190), 곱셈부(200), 고주파 필터부(210), 및 게인 출력부(220)를 포함한다.
본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템 제어 장치의 제어부(예 : ECU, Electric Control Unit)(미도시)는 전동식 파워 스티어링 시스템에 설치된 적어도 하나 이상의 센서(예 : 조향각 센서, 각속도 센서, 컬럼 토크센서 등)(미도시)를 통해 조향각 및 모터 각속도 중 적어도 하나와 컬럼토크를 검출한다.
상기 제어부(미도시)는 상기 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 통해 조향각 및 각속도(또는 모터 각속도) 중 적어도 하나와 컬럼토크를 측정할 수 있다.
참고로 상기 조향각은 운전자에 의해 스티어링 휠이 조향된 각도를 말하며, 각속도는 상기 스티어링 휠의 회전 속도를 말한다. 또한 상기 스티어링 휠이 시계방향으로 회전했을 때의 조향각을 양수(예 : 1)로, 반시계방향으로 회전했을 때의 조향각을 음수(예 : -1)로 표현한다. 아울러 상기 각속도(또는 모터 각속도) 또한 시계방향으로 회전하는 경우 양수(예 : 1)로, 반시계방향으로 회전하는 경우 음수(예 : -1)로 표현한다.
상기 반전 조타 판단부(120)는 상기 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 통해 검출된 조향각 및 각속도(또는 모터 각속도) 중 적어도 하나에 근거하여 반전 조타 여부를 판단한다.
여기서 반전 조타라 함은, 일측 방향(예 : 우측) 조타 중 반대 방향(예 : 좌측)으로 조타 방향이 반전되는 것을 의미한다.
다시 말해, 상기 반전 조타 판단부(120)는 반전 조타를 판별하기 위하여 조향각 또는 각속도(또는 모터 각속도)를 부호화 처리 하고, 다시 상기 부호가 바뀌는지 실시간으로 모니터링 한다. 그리고 상기 조향각 또는 각속도(또는 모터 각속도)가 (-1) -> (+1)나 (+1) -> (-1)로 변경될 때를 반전 조타로 판단한다.
이때 상기 위상(Phase) 보상부(110)는 상기 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 통해 검출된 조향각 또는 각속도 신호의 위상을 보상한다. 즉, 상기 센서 신호에 포함된 노이즈(noise)를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트(Phase Shift)를 실시한다.
이에 따라 상기 반전 조타 판단부(120)는 상기 위상 보상부(110)에서 보상되어 출력되는 위상 신호를 처리하여 음수(또는 양수)에서 양수(또는 음수)로 변경되는지 여부에 기초하여 반전 조타를 판단한다.
상기 각가속도 산출부(130)는 상기 각속도(또는 모터 각속도)를 미분하여 각가속도를 산출한다. 그런데 상기 각가속도를 산출하기 위하여 상기 각속도(또는 모터 각속도)를 미분할 경우에는 많은 노이즈가 포함된다.
이에 따라 상기 저주파 필터부(140)는 상기 각가속도에 포함된 노이즈를 제거하여 출력한다.
상기 보상 게인 테이블(160)은 상기 각가속도에 대응하는 게인(gain)이 미리 저장되고, 상기 보상 게인 유지시간 테이블(170)은 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간(period)이 미리 저장된다.
상기 각가속도에 대응하는 게인(gain) 테이블 및 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간(period) 테이블은 실험(또는 튜닝)이나 연산을 통해 최적 값이 미리 저장된다.
상기 게인 선택부(150)는 상기 반전 조타 판단부(120)를 통해 반전 조타 판단 결과에 따라 미리 설정된 어느 하나의 게인(예 : 비 반전시 설정된 게인, 반전 시 설정된 게인)을 선택하여 출력한다.
예컨대 상기 게인 선택부(150)는 상기 반전 조타 판단부(120)를 통해 반전 조타 판단 결과, 비 반전시에는 게인 값으로 1을 출력하고, 반전시에는 상기 보상 게인 테이블(160)에 저장되어 있는 게인 값 중 상기 각가속도에 대응하는 게인(gain) 값을 선택하여 출력한다.
다시 말해, 만약 운전자가 반전 조타를 하게 되면 조향각이나 각속도(또는 모터 각속도)의 부호가 순간적으로 바뀌게 될 것이며, 이때는 조향각 또는 각가속도(또는 모터 각가속도)에 따른 보상 게인 테이블(160)로 부터 적절한 보상 게인(예 : 제1 게인)을 출력한다. 반면에 만약 반전 조타를 하지 않는 경우, 즉 조향각이나 각속도(또는 모터 각속도)의 부호가 변하지 않을 경우는 보상 게인을 1로 유지 한다.
이때 상기 보상 게인 테이블(160)은 상기 각가속도에 대응하는 게인(gain) 값이 미리 저장되어 있으므로, 상기 게인 선택부(150)는 상기 반전 조타 판단과 동시에 해당하는 각가속도에 대응하는 게인 값을 곧바로 선택할 수 있다. 즉, 반전 조타 시 게인 응답성이 순간적으로 높아지는 효과가 있다.
상기와 같이 반전 조타 시 이에 대응하는 게인 값(예 : 제1 게인 값)이 상기 게인 선택부(150)를 통해 출력되면, 상기 보상 게인 유지부(180)는 상기 게인 선택부(150)를 통해 출력되는 상기 게인 값(예 : 제1 게인 값)을 상기 보상 게인 유지시간 테이블(170)에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간(period) 만큼 유지한다.
예컨대 만약 반전 조타를 하였을 경우 적절한 보상 게인을 출력하게 되는데, 이는 반전시에만 보상 게인이 출력되게 되나, 실제 운전자가 반전 조타를 할 때 시스템이 순간적으로 빠른 응답성을 유지하면서 적절한 피드백을 내기 위해서는 일정시간 동안 보상 출력을 유지해 주어야 한다.
이에 따라 본 실시예에서는 반전 조타가 발생하는 그 타이밍에서만 보상 게인을 출력하는 것이 아니라, 반전 조타가 이루어지고 일정 시간동안 보상 출력을 유지해 줌으로써 시스템이 운전자의 의도에 따른 적절한 위치로 반전이 될 때까지 보상 출력을 유지시켜 준다. 이는 조향각 또는 각속도(또는 모터 각속도)의 빠르기에 따른 유지시간 튜닝 맵(즉, 보상 게인 유지시간 테이블(170))을 통해 미리 튜닝된 최적 값을 적용한다.
상기 보상 게인 제한부(190)는 상기 보상 게인 유지부(180)에서 출력되는 게인 값(예 : 제1 게인 값)이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit) 한다.
한편 상기 고주파 필터부(210)는 상기 반전 조타 시 컬럼토크 신호의 고주파 성분을 검출하여 출력한다. 이때 상기 고주파 성분에 대응하는 보상 게인(예 : 제2 게인)(220)을 적용하여 출력할 수도 있다.
참고로 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어에 있어서, 조타 시 빠른 응답성을 갖기 위해서는 운전자가 조타 시 전동식 조향장치에 입력으로 전달되는 컬럼토크를 고주파 필터부(210)를 통해 고주파를 추출하고, 이에 적절한 게인(gain)을 곱해준 값을 전동식 조향장치의 로직 출력에 적용하게 된다. 하지만 일반적인 조타 시 상기 추출한 고주파에 대응하는 보상 게인이 너무 클 경우, 헐렁하고 인공적인 조향감을 유발할 수 있으며 시스템 제어 안정성이 줄어들어 진동이 발생하는 등의 부작용(Side Effect)이 발생할 수 있다.
이에 따라 일반적인 조타 시(즉, 반전 조타가 아닌 경우)에는 기본적인 고주파 추출 보상 게인(예 : 제2 게인)을 유지하고, 반전 조타 시에만 본 실시예에서와 같이 필요한 만큼 최적화된 추가 보상 게인(예 : 제1 게인)을 적용함으로써 순간적인 응답성을 높여주어 조타 이질감을 개선하고 시스템 안정성을 유지 시킬 수 있도록 한다.
상기 곱셈부(200)는 반전 조타 시 상기 게인 선택부(150)에서 선택되어 상기 보상 게인 제한부(190)를 통해 출력되는 보상 게인 값(예 : 제1 게인)을 상기 고주파 필터부(210)를 통해 추출된 고주파에 대응하는 보상 게인(예 : 제2 게인)에 곱하여 최종 보상 게인을 출력한다.
한편 본 실시예에서는 설명의 편의상 상기 구성 요소(110 ~ 200)의 동작을 별개로 설명하고 있으나, 상기 제어부(예 : ECU, Electric Control Unit)(미도시)에 통합하여 구현할 수도 있다. 이에 따라 상기 제어부(미도시)가 상기 구성 요소(110 ~ 200)의 동작을 통합하여 실시할 수 있음에 유의한다.
이하 도 2에서는 상기 제어부(미도시)가 상기 구성 요소(110 ~ 200)의 동작을 통합하여 실시하는 것으로 가정하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(미도시)는 전동식 파워 스티어링 시스템에 설치된 적어도 하나 이상의 센서(예 : 조향각 센서, 각속도 센서, 컬럼 토크센서 등)(미도시)를 통해 조향각이나 각속도(또는 모터 각속도)를 검출한다(S101).
또한 상기 제어부(미도시)는 상기 검출된 조향각 또는 각속도(또는 모터 각속도) 신호의 위상 보상을 통해(S102), 이 신호에 포함된 노이즈(noise)를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트(Phase Shift)를 실시한다.
또한 상기 제어부(미도시)는 상기 위상 보상된 신호(예 : 조향각 또는 각속도 신호)를 부호화 처리하고, 이 부호가 음수(또는 양수)에서 양수(또는 음수)로 변경되는지 여부에 따라 반전 조타를 판단한다(S103).
상기 판단(S103)에 따라, 상기 제어부(미도시)는 반전 조타 시 보상 게인 테이블(160)에 저장되어 있는 게인 값 중 각가속도에 대응하는 게인(gain)을 보상 게인 값으로 출력하고(S105), 비 반전 조타 시에는, 즉 조향각이나 각속도(또는 모터 각속도)의 부호가 변하지 않을 경우는 보상 게인을 1로 유지 한다(S104).
상기와 같이 반전 조타 시 각가속도에 대응하는 게인 값(예 : 제1 게인 값)이 선택되어 출력되면, 상기 제어부(미도시)는 보상 게인 유지시간 테이블(170)에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간(period) 만큼 게인(예 : 제1 게인 값) 출력을 유지한다(S106).
즉, 실제 운전자가 반전 조타를 할 때 시스템이 순간적으로 빠른 응답성을 유지하면서 적절한 피드백을 내기 위해서는 일정시간 동안 보상 게인 출력을 유지해 주어야 하기 때문이다. 이에 따라 본 실시예에서는 반전 조타가 발생하는 그 타이밍에서만 보상 게인을 출력하는 것이 아니라, 반전 조타가 이루어지고 일정 시간동안 보상 출력을 유지해 줌으로써 시스템이 운전자의 의도에 따른 적절한 위치로 반전이 될 때까지 보상 출력을 유지시켜 준다.
상기 보상 게인 테이블(160)은 상기 각가속도에 대응하는 게인(gain)이 미리 저장되고, 상기 보상 게인 유지시간 테이블(170)은 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간(period)이 미리 저장된다.
또한 상기 제어부(미도시)는 상기 반전 조타 시 출력되는 보상 게인(예 : 제1 게인 값)이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit) 한다(S107).
한편 반전 조타 시 고주파 필터부(210)를 통해 컬럼토크 신호(또는 모터 전류)를 검출하여(S108) 고주파 성분을 필터링한 후(S109), 상기 고주파 성분에 대응하는 보상 게인(예 : 제2 게인)을 출력한다(S110).
또한 상기 제어부(미도시)는 상기 보상 게인 값(예 : 제1 게인)을 상기 고주파 필터부(210)를 통해 추출된 고주파에 대응하는 보상 게인(예 : 제2 게인)에 곱하여 최종 보상 게인을 출력한다(S111).
이에 따라 본 실시예는 일반적인 조타 시에는 기본적인 고주파 추출 보상 게인(예 : 제2 게인)을 유지하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하는 만큼 최적화된 추가 보상 게인(예 : 제1 게인)을 적용함으로써 순간적인 응답성을 높여주어 조타 이질감을 개선하고 시스템 안정성을 유지 시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 위상 보상부 120 : 반전 조타 판단부
130 : 각가속도 산출부 140 : 저주파 필터부
150 : 게인 선택부 160 : 보상 게인 테이블
170 : 보상 게인 유지시간 테이블 180 : 보상 게인 유지부
190 : 보상 게인 제한부 200 : 곱셈부
210 : 고주파 필터부 220 : 게인 출력부

Claims (14)

  1. 전동식 파워 스티어링 시스템에서 조향각, 각속도, 및 컬럼토크 중 적어도 하나를 검출하는 센서; 및
    상기 조향각이나 각속도를 바탕으로 반전 조타 여부를 판단하여, 비반전 조타 시에는 상기 컬럼토크에 기초한 고주파 보상 게인(제2 게인)을 최종 보상 게인으로서 출력하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 상기 고주파 보상 게인(제2 게인)에 적용하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 반전 조타 시, 보상 게인 테이블에 저장되어 있는 게인 값 중 각가속도에 대응하는 게인을 보상 게인 값으로 출력하고, 비 반전 조타 시, 보상 게인 값으로 1을 출력하도록 선택하는 게인 선택부;를 포함하며,
    상기 제어부는, 반전 조타 시, 각가속도에 대응하는 게인 값(제1 게인)이 선택되어 보상 게인 값으로 출력되면, 보상 게인 유지시간 테이블에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간 만큼 상기 보상 게인 출력을 유지하는 보상 게인 유지부;를 포함하며, 또한
    상기 제어부는, 반전 조타 시, 상기 출력되는 보상 게인(제1 게인) 값이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit)시켜 출력하는 보상 게인 제한부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 조향각 또는 각속도 신호의 위상 보상을 통해, 상기 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트를 실시하는 위상 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 위상 보상된 신호를 부호화 처리하고, 이 부호가 음수에서 양수, 또는 양수에서 음수로 변경되는지 여부에 따라 반전 조타를 판단하는 반전 조타 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    반전 조타 시, 고주파 필터부를 통해 컬럼토크 신호나 모터 전류를 검출하여 고주파 성분을 필터링한 후, 상기 고주파 성분에 대응하여 출력되는 보상 게인(제2 게인)에 상기 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 곱하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 곱셈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
  8. 전동식 파워 스티어링 시스템에 설치된 하나 이상의 센서를 이용해 조향각, 각속도, 및 컬럼토크 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 및
    제어부가 상기 조향각이나 각속도를 바탕으로 반전 조타 여부를 판단하여, 비반전 조타 시에는 상기 컬럼토크에 기초한 고주파 보상 게인(제2 게인)을 최종 보상 게인으로서 출력하고, 반전 조타 시에는 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 상기 고주파 보상 게인(제2 게인)에 적용하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계;를 포함하되,
    상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는,
    반전 조타 시, 보상 게인 테이블에 미리 저장되어 있는 게인 값 중 각가속도에 대응하는 게인을 보상 게인 값으로서 출력하고, 비 반전 조타 시, 보상 게인 값으로 1을 출력하며,
    상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는,
    반전 조타 시, 각가속도에 대응하는 게인 값(제1 게인)이 선택되어 보상 게인 값으로서 출력되면, 보상 게인 유지시간 테이블에 미리 저장되어 있는 상기 각가속도에 대응하는 게인 유지시간 만큼 보상 게인 출력을 유지하며,
    상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서, 상기 제어부는,
    반전 조타 시, 상기 출력되는 보상 게인(제1 게인) 값이 기 지정된 값 이상으로 오버되지 않고 안정하게 유지될 수 있도록 제한(limit)시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 조향각 또는 각속도 신호의 위상 보상을 통해, 상기 신호에 포함된 노이즈를 제거하거나, 보상 타이밍을 최적화하기 위해 위상 시프트를 실시하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 위상 보상된 신호를 부호화 처리하고, 이 부호가 음수에서 양수, 또는 양수에서 음수로 변경되는지 여부에 따라 반전 조타를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 8항에 있어서, 상기 최종 보상 게인으로서 출력하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    반전 조타 시, 고주파 필터부를 통해 컬럼토크 신호나 모터 전류를 검출하여 고주파 성분을 필터링한 후, 상기 고주파 성분에 대응하여 출력되는 보상 게인(제2 게인)에 상기 각가속도에 대응하여 최적화된 추가 보상 게인(제1 게인)을 곱하여 최종 보상 게인으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
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