KR102341111B1 - 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전동식 조향 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서, 모터의 전류량을 감지하는 모터 전류량 센서, 모터의 위치를 감지하는 엔코더, 차량의 속도를 감지하는 차속 센서, 토크 센서의 에러가 감지되면, 엔코더와 조향각 센서 및 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 가상토크 추정부, 및 조향각 센서, 차속 센서 및 가상토크 생성부 각각으로부터 입력된 조향휠의 조향각, 차속 및 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 보조토크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향 장치 및 그 제어 방법{MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토크센서에 에러가 발생하더라도 전동식 조향 장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자동차의 조향시에 운전자의 조타력을 저감시키기 위한 동력 보조 조향장치로는, 유압펌프에서 유압을 형성하여 조타력을 보조(assist)하는 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering System), 및 전동모터의 구동토크를 이용하여 조타력을 보조하는 전동식 조향장치(Motor Driven Power Steering System, 이하 'MDPS'라 함)가 사용되고 있다.
전동식 조향 장치는 전동모터가 차량의 주행조건에 따라 자동으로 제어되어 운전자 조향휠 조작에 따른 조타력 보조 기능을 수행하므로 유압식 조향장치에 비해 더욱 향상된 조타 성능과 조타감을 제공한다.
이러한 전동식 조향 장치는 차속센서, 조향각 센서, 토크 센서를 이용하여 차속과 조향각 및 토크를 각각 감지하고 이들 차속, 조향각 및 토크를 통해 목표로 하는 모터의 보조토크를 발생시켜 조타력을 보조한다.
그러나 종래의 전동식 조향 장치는 상기한 토크 센서에 에러가 발생할 경우 페일 세이프(Fail safe) 로직에서 이상 경중을 판단하고 이를 기반으로 출력을 제한하거나 또는 수동으로 전환하도록 하는 바, 정상적인 조향이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0078428호(2008.08.27)의 '전동식 조향장치의 토크 센서 중점 보상 방법'이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전동식 조향 장치의 토크센서에 에러가 발생할 경우 가상토크를 생성하여 이를 기반으로 보조 토크를 발생시킴으로써 정상적인 조타가 가능하도록 한 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 토크센서에 에러가 발생하더라도 보조토크를 계속 발생시킴으로써 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있도록 한 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치는 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서; 모터의 전류량을 감지하는 모터 전류량 센서; 모터의 위치를 감지하는 엔코더; 차량의 속도를 감지하는 차속 센서; 상기 토크 센서의 에러가 감지되면, 상기 엔코더와 상기 조향각 센서 및 상기 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 가상토크 추정부; 및 상기 조향각 센서, 상기 차속 센서 및 상기 가상토크 추정부 각각으로부터 입력된 조향휠의 조향각, 차속 및 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 보조토크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가상토크 추정부는 상기 엔코더와 상기 조향각 센서 및 상기 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 조향각속도, 모터각, 전류량 및 관성 모멘트를 검출한 후, 조향각속도, 모터각, 전류량 및 관성 모멘트를 이용하여 상기 가상토크를 연산하는 가상토크 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가상토크 추정부는 상기 가상토크 연산부로부터 출력된 상기 가상토크를 조향각속도에 따라 보상하는 가상토크 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가상토크 보상부는 상기 가상토크 연산부로부터 출력된 상기 가상토크를 조향각속도가 증가할수록 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 보조토크 검출부는 상기 가상토크 추정부로부터 출력된 상기 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정하여 상기 보조토크의 발진 현상을 억제하는 부스트 커브 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 보조토크 검출부는 상기 가상토크의 고주파 신호를 기 설정된 증폭율로 증폭시키거나 비활성화시켜 상기 가상토크의 노이즈에 의한 발진현상을 억제하는 고주파 증폭율 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 보조토크 검출부로부터 출력된 상기 보조토크에 따라 제어 게인을 조절하여 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 모터 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치 제어 방법은 토크 센서의 에러가 감지되면, 가상토크 추정부가 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 단계; 보조토크 검출부가 조향휠의 조향각, 차속 및 상기 가상토크 추정부에 의해 추정된 상기 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 단계; 및 모터 제어기가 상기 보조토크 검출부에 의해 검출된 보조 토크에 따라 모터에 인가하는 전류량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가상 토크를 추정하는 단계는 조향휠의 조향각속도, 상기 모터의 모터각, 상기 모터의 전류량 및 관성 모멘트를 이용하여 상기 가상토크를 연산하는 단계; 및 상기 가상토크를 조향각속도에 따라 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 보조 토크를 검출하는 단계는 상기 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정하여 상기 보조토크의 발진 현상을 억제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 보조 토크를 검출하는 단계는 상기 가상토크의 고주파 신호를 기 설정된 증폭율로 증폭시키거나 비활성화시켜 상기 가상토크의 노이즈에 의한 발진현상을 억제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 단계는 상기 보조토크에 따라 제어 게인을 조절하여 상기 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법은 전동식 조향 장치의 토크센서에 에러가 발생할 경우 가상토크를 생성하여 이를 기반으로 보조 토크를 발생시킴으로써 정상적인 조타가 가능하도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법은 전동식 조향 장치의 토크센서에 에러가 발생하더라도 보조토크를 계속 발생시킴으로써 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상토크 추정부의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상토크의 댐핑 제어 예를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조토크 검출부의 블럭 구성도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 커브의 조정 예를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치 및 그 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 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 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상토크 추정부의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조토크 검출부의 블럭 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상토크의 댐핑 제어 예를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스트 커브의 조정 예를 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치는 모터 전류량 센서(10), 엔코더(20), 조향각 센서(30), 차속 센서(40), 가상토크 추정부(50), 보조토크 검출부(60) 및 모터 제어기(70)를 포함한다.
모터 전류량 센서(10)는 모터(80)에 흐르는 모터 전류량, 즉 모터 Q축 및 D축 전류량을 감지한다.
엔코더(20)는 모터(80)에 설치되어 모터(80)의 회전각도를 감지한다.
차속 센서(40)는 변속기(미도시)의 출력축 회전수를 이용하여 차속을 감지한다. 여기서, 차속 센서(40)는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 차속 센서(40)로는 차속을 감지하는 것이라면 다양한 센서가 모두 포함될 수 있다.
조향각 센서(30)는 스티어링 컬럼에 설치되어 스티어링 컬럼의 조향각을 감지한다.
가상토크 추정부(50)는 토크 센서(미도시)의 에러가 감지되면, 엔코더(20)와 조향각 센서(30) 및 모터 전류량 센서(10) 각각으로부터 모터(80)의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터(80)의 전류량을 입력받고, 이들을 이용하여 가상 토크를 추정하는 것으로서, 가상토크 연산부(51) 및 가상토크 보상부(52)를 포함한다.
여기서, 토크 센서는 조향 토크를 검출하는 것으로서, 모터 구동을 위한 보조토크 생성에 필수적으로 이용된다.
가상토크 연산부(51)는 토크 센서의 에러가 감지되면 엔코더(20)와 조향각 센서(30) 및 모터 전류량 센서(10) 각각으로부터 모터(80)의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터(80)의 전류량을 입력받고, 이들을 통해 가상 토크를 추정하는데, 이 경우 조향각속도, 모터각, 전류량 및 관성 모멘트를 이용하여 가상토크를 연산한다. 이를 수학식 1 내지 3을 참조하여 설명한다.
Figure 112015122130728-pat00001
Figure 112015122130728-pat00002
Figure 112015122130728-pat00003
여기서, θSAS는 조향각이고, θavg는 조향각과 모터각의 평균값이며, θLinearity는 조향각 센서의 특성을 보정하기 위한 보정각이며, θInitialize는 조향각 초기값이며, θcomp는 조향각 최종 보정각이며, θmotor는 모터각이며, J는 전동식 조향 장치의 관성 모멘트(Moment of Inertia)로써 상수이며, T는 가상토크이며, α와 β 및 γ는 튜닝 게인이다.
먼저, 가상토크 연산부(51)는 운전자 조향 의지에 따라 조향각의 변화량의 제곱(
Figure 112015122130728-pat00004
)에 관성 모멘트(J/2) 및 튜닝 게인(α)를 곱하여 조향 운동에너지를 연산한다. 조향각 최종 보정각(θcomp)의 변화량은 조향각의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00005
), 조향각의 Linearity 변화량(
Figure 112015122130728-pat00006
) 및 조향각 초기값의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00007
)을 통해 계산되며, 조향 운동에너지는 이러한 조향각 최종 보정각(θcomp)의 변화량이 반영되어 연산될 수 있다.
또한, 가상토크 연산부(51)는 모터 회전에 따라 발생되는 운동에너지를 연산한다. 즉 가상토크 연산부(51)는 모터각(θmotor)의 변화량의 제곱(
Figure 112015122130728-pat00008
)에 관성 모멘트(J/2) 및 튜닝 게인(α)를 곱하여 모터(80) 회전에 따라 발생되는 운동에너지를 연산한다.
또한, 가상토크 연산부(51)는 조타 방향, 즉 전류지령에 따른 토크량을 연산한다. 즉, 가상토크 연산부(51)는 조향각과 모터각의 평균값(θavg)의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00009
)에 모터 Q축 전류량의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00010
) 및 튜닝게인(β)을 곱하여 조타 방향에 따른 토크량을 연산한다.
또한, 가상토크 연산부(51)는 조향각과 모터위치의 연산시간 차이로 인해 발생하는 조향각과 모터위치 간의 연산시간 지연량을 계산한다. 즉, 가상토크 연산부(51)는 조향각과 모터각의 평균값(θavg)의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00011
)에 모터(80)의 각가속도(
Figure 112015122130728-pat00012
) 및 튜닝게인(γ)를 곱하여 상기한 조향각과 모터위치 간의 연산시간 지연량을 연산한다.
이어 가상토크 연산부(51)는 운전자 조향 의지에 따른 운동에너지, 모터 회전에 따라 발생되는 운동에너지, 조타 방향에 따른 토크량, 및 조향각과 모터 위치 간의 연산시간 지연량을 각각 연산한 후에는 상기한 수학식1을 얻을 수 있다.
여기서, 수학식 2를 통해 조향각 변화량의 제곱(
Figure 112015122130728-pat00013
)이 산출되는데, 이러한 조향각의 변화량의 제곱(
Figure 112015122130728-pat00014
)를 통해 조향각 센서(30)가 가지는 비선형성이 개선된다.
한편, 수학식1과 수학식3을 참조하면, 각각의 함수 F는 서로 동일하다. 즉, 수학식3의 함수 F, 즉 조향각과 모터각의 평균값(θavg)의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00015
)과 가상토크의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00016
)과의 곱은 상기한 수학식 1의 함수 F와 동일하므로, 이를 통해 가상토크의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00017
)을 연산할 수 있다. 이 경우, 가상토크 연산부(51)는 상기한 두 개의 함수 F, 즉 수학식1의 함수 F와 수학식3의 함수 F를 이용하여 가상토크의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00018
)을 계산하게 되고, 계산된 가상토크 변화량을 적분하여 가상토크를 연산한다.
가상토크 보상부(52)는 상기한 바와 같이 연산된 가상토크를 보상한다. 더욱 상세히 설명하면, 가상토크 보상부(52)는 가상토크 연산부(51)로부터 입력된 가상토크를 조향각속도에 따라 보상하는데, 조향각속도가 증가할수록 댐핑 게인값을 감소시켜 가상토크의 안정성을 향상시킨다. 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 가상토크 보상부(52)는 제1조향각속도(ω1)과 제2조향각속도(ω2)를 중심으로 댐핑 게인값을 단계적으로 감소함으로써, 운전자가 조향휠을 빠른 속도로 조타할 경우(조향각속도가 크게 증가할 경우) 발생될 수 있는 발진 현상을 억제한다.
보조토크 검출부(60)는 가상토크 추정부(50)로부터 입력된 가상토크, 조향각 센서(30)로부터 입력된 조향각 및 차속 센서(40)로부터 입력된 차속을 이용하여 보조토크를 검출한다.
보조토크 검출부(60)는 도 4 에 도시된 바와 같이 부스트 커브 조정부(61) 및 고주파 증폭율 조정부(82)를 포함한다.
부스트 커브 조정부(61)는 가상토크 추정부(50)로부터 출력된 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정하여 보조토크의 발진 현상을 억제한다. 즉, 도 5 의 (a)에 도시된 바와 같이 컬럼토크가 증가하여 보조토크가 급격할 경우에는 시스템의 안정성을 저하될 수 있으므로, 도 5 의 (b)에 도시된 바와 같이 부스트 커브의 선형성을 확보함으로써 시스템 안정성을 크게 향상시킨다.
고주파 증폭율 조정부(62)는 가상토크의 고주파 신호를 상대적으로 낮은 기 설정된 증폭율로 증폭시키거나 비활성화시켜 시스템의 안정성을 향상시킨다. 즉, 고주파 증폭율 조정부(62)는 가상토크의 고주파 신호의 증폭율을 상대적으로 감소시키거나 비활성화시켜 고주파 신호 증폭에 의한 노이즈 신호 증폭을 억제하고, 이를 통해 시스템의 안정성을 확보한다. 게다가, 고주파 증폭율 조정부(62)는 상기한 바와 같이 고주파 신호를 증폭시키는 바, 시스템의 응답성도 향상시킬 수 있다.
모터 제어기(70)는 보조토크 검출부(60)로부터 출력된 보조토크에 따라 그 전류 게인값을 조절하여 모터(80)에 인가하는 전류량을 조절함으로써, 조향시 조정안정성을 확보할 수 있도록 한다. 일 예로, 모터 제어기(70)가 PID(Proportional Integral and Derivative) 제어기일 경우, 모터 제어기(70)는 보조토크 검출부(60)로부터 입력된 보조토크에 따라 P 게인과 I 게인 및 D 게인 중 어느 하나 이상을 조절하여 모터(80)로 인가되는 전류량을 제어한다.
이에 따라, 모터(80)는 모터 제어기(70)로부터 입력된 전류에 따라 동작하여 운전자의 조타력을 보조한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치 제어 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 가상토크 추정부(50)는 컬럼토크를 감지하는 토크 센서의 에러가 감지되는지 여부를 판단하고(S10), 판단 결과 토크 센서의 에러가 감지되면, 엔코더(20)와 조향각 센서(30) 및 모터 전류량 센서(10) 각각으로부터 모터(80)의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터(80)의 전류량을 입력받은 후, 이들 모터(80)의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터(80)의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정한다.
즉, 가상토크 추정부(50)는 조향각의 변화량, 모터각의 변화량, 전류 변화량, 모터각가속도, 관성 모멘트, 튜닝 게인 등을 이용하여, 운전자 조향 의지에 따른 운동에너지, 모터 회전에 따라 발생되는 운동에너지, 조타 방향에 따른 토크량, 및 조향각과 모터(80)위치 간의 연산시간 지연량을 각각 연산하고, 이를 토대로 상기한 수학식1을 도출한다.
아울러, 수학식1의 함수 F와 수학식 3의 함수 F는 서로 동일하므로, 즉 조향각과 모터각의 평균값(θavg)의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00019
)과 가상토크의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00020
)과의 곱은 상기한 수학식 1의 함수 F와 동일하므로, 이 두 개의 함수 F(수학식 1의 함수 F와 수학식 3의 함수 F)를 이용하여 가상토크의 변화량(
Figure 112015122130728-pat00021
)을 계산하고, 계산된 가상토크 변화량을 적분하여 가상토크를 연산한다(S20).
이어 가상토크 추정부(50)는 조향각속도가 증가할수록 댐핑 게인값을 감소시켜 가상토크를 보상한다(S30). 이를 통해 운전자가 조향휠을 빠른 속도로 조타할 경우(조향각속도가 크게 증가할 경우) 발생될 수 있는 발진 현상을 억제한다.
이어, 보조토크 검출부(60)는 가상토크 추정부(50)로부터 입력된 가상토크, 조향각 센서(30)로부터 입력된 조향각 및 차속 센서(40)로부터 입력된 차속을 이용하여 보조토크를 검출하는데, 이때 가상토크의 고주파 신호에 대한 증폭율을 조정(S40)하고, 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정(S50)하여 보조토크의 발진 현상을 억제하고, 시스템 안정성을 향상시킨다.
한편, 보조토크 검출부(60)는 상기한 바와 같이 검출한 보조토크를 모터 제어기(70)로 출력(S60)하며, 모터 제어기(70)는 보조토크 검출부(60)로부터 입력된 보조토크에 따라 그 제어 게인값을 조절하여 모터(80)에 인가하는 전류량을 조절한다(S70).
이에 따라, 모터(80)는 모터 제어기(70)로부터 입력된 전류에 의해 동작하여 운전자의 조타력을 보조한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향 장치 제어 장치는 전동식 조향 장치의 토크센서에 에러가 발생할 경우 가상의 토크신호를 생성하여 이를 기반으로 보조 토크를 발생시킴으로써 정상적인 조타가 가능하도록 하고, 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 모터 전류량 센서
20: 엔코더
30: 조향각 센서
40: 차속 센서
50: 가상토크 추정부
51: 가상토크 연산부
52: 가상토크 보상부
60: 보조토크 검출부
61: 부스트 커브 조정부
62: 고주파 증폭율 조정부
70: 모터 제어기
80: 모터

Claims (13)

  1. 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서;
    모터의 전류량을 감지하는 모터 전류량 센서;
    모터의 위치를 감지하는 엔코더;
    차량의 속도를 감지하는 차속 센서;
    토크 센서의 에러가 감지되면, 상기 엔코더와 상기 조향각 센서 및 상기 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 가상토크 추정부; 및
    상기 조향각 센서, 상기 차속 센서 및 상기 가상토크 추정부 각각으로부터 입력된 조향휠의 조향각, 차속 및 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 보조토크 검출부를 포함하고,
    상기 가상토크 추정부는 상기 엔코더와 상기 조향각 센서 및 상기 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 조향각속도, 모터각, 전류량 및 관성 모멘트를 검출한 후, 조향각속도, 모터각, 전류량 및 관성 모멘트를 이용하여 상기 가상토크를 연산하는 가상토크 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가상토크 추정부는
    상기 가상토크 연산부로부터 출력된 상기 가상토크를 조향각속도에 따라 보상하는 가상토크 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가상토크 보상부는
    상기 가상토크 연산부로부터 출력된 상기 가상토크를 조향각속도가 증가할수록 감소시키는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보조토크 검출부는
    상기 가상토크 추정부로부터 출력된 상기 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정하여 상기 보조토크의 발진 현상을 억제하는 부스트 커브 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  6. 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서;
    모터의 전류량을 감지하는 모터 전류량 센서;
    모터의 위치를 감지하는 엔코더;
    차량의 속도를 감지하는 차속 센서;
    토크 센서의 에러가 감지되면, 상기 엔코더와 상기 조향각 센서 및 상기 모터 전류량 센서 각각에 의해 감지된 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 가상토크 추정부; 및
    상기 조향각 센서, 상기 차속 센서 및 상기 가상토크 추정부 각각으로부터 입력된 조향휠의 조향각, 차속 및 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 보조토크 검출부를 포함하고,
    상기 보조토크 검출부는
    상기 가상토크의 고주파 신호를 기 설정된 증폭율로 증폭시키거나 비활성화시켜 상기 가상토크의 노이즈에 의한 발진현상을 억제하는 고주파 증폭율 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 보조토크 검출부로부터 출력된 상기 보조토크에 따라 제어 게인을 조절하여 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 모터 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치.
  8. 토크 센서의 에러가 감지되면, 가상토크 추정부가 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 단계;
    보조토크 검출부가 조향휠의 조향각, 차속 및 상기 가상토크 추정부에 의해 추정된 상기 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 단계; 및
    모터 제어기가 상기 보조토크 검출부에 의해 검출된 보조 토크에 따라 모터에 인가하는 전류량을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 가상 토크를 추정하는 단계는 조향휠의 조향각속도, 상기 모터의 모터각, 상기 모터의 전류량 및 관성 모멘트를 이용하여 상기 가상토크를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 가상 토크를 추정하는 단계는
    상기 가상토크를 조향각속도에 따라 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 가상토크는 조향각속도가 증가할수록 감소되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 보조 토크를 검출하는 단계는
    상기 가상토크에 대한 부스트 커브를 선형적으로 조정하여 상기 보조토크의 발진 현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
  12. 토크 센서의 에러가 감지되면, 가상토크 추정부가 모터의 위치, 조향휠의 조향각 및 모터의 전류량을 이용하여 가상 토크를 추정하는 단계;
    보조토크 검출부가 조향휠의 조향각, 차속 및 상기 가상토크 추정부에 의해 추정된 상기 가상토크를 이용하여 모터의 동작을 위한 보조 토크를 검출하는 단계; 및
    모터 제어기가 상기 보조토크 검출부에 의해 검출된 보조 토크에 따라 모터에 인가하는 전류량을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 보조 토크를 검출하는 단계는 상기 가상토크의 고주파 신호를 기 설정된 증폭율로 증폭시키거나 비활성화시켜 상기 가상토크의 노이즈에 의한 발진현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 단계는
    상기 보조토크에 따라 제어 게인을 조절하여 상기 모터에 인가하는 전류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 장치 제어 방법.
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