KR102517176B1 - Apparatus and method for controlling mdps - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엠디피에스 제어 장치에 관한 것으로, 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함한다.The present invention relates to an MDPS control device, comprising: a sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; And determining a steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculating a restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and obtaining an MDPS restoration torque corresponding to a difference between the restoration moment and a preset target restoration torque. After calculating, a control unit for outputting maximum auxiliary torque by synthesizing the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque.

Description

엠디피에스 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MDPS}MDPS control device and method {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MDPS}

본 발명은 엠디피에스 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 모델 및 타이어 특성을 반영하여 차량 거동과 일체감 있는 복원 성능을 구현하고 조향성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 엠디피에스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an MDPS control apparatus and method, and more particularly, to an MDPS control apparatus and method for realizing restoration performance consistent with vehicle behavior and improving steering performance by reflecting a vehicle model and tire characteristics. It is about.

일반적으로 차량의 전동식 파워 스티어링 시스템(이하 MDPS: Motor Driven Power Steering)은 차량 조향시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로서 조향을 용이하게 하는 장치이다.In general, an electric power steering system (MDPS: Motor Driven Power Steering) of a vehicle is a device that facilitates steering by using an auxiliary power source to provide a part of steering torque that a driver needs to apply to a steering wheel when steering a vehicle.

이러한 MDPS 시스템은 조향휠에 입력되는 운전자의 컬럼토크를 측정하는 컬럼토크 센서, 조향휠의 조향각 또는 조향각속도(또는 조타속도)를 측정하는 조향각 센서, 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 통해 차량의 주행 조건을 판단하고, 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 컬럼토크에 근거하여 전동모터를 통해 보조토크를 제공한다.This MDPS system measures the driver's column torque input to the steering wheel through a column torque sensor, a steering angle sensor that measures the steering angle or steering angle speed (or steering speed) of the steering wheel, and a vehicle speed sensor that measures the vehicle speed. Driving conditions are determined, and auxiliary torque is provided through an electric motor based on the column torque applied to the steering shaft as the driver steers the steering wheel.

따라서 주정차 때나 저속 운전 때는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속 주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 해 차체의 안정성을 유지할 수 있다.Therefore, when parking or stopping or driving at low speed, the driver's force is reduced by assisting a large force, and when driving at high speed, only a small force is assisted to maintain the stability of the vehicle body.

참고로 기존의 유압식 시스템과 달리 MDPS 시스템은 ECU(Electronic Control Unit) 등의 제어유닛에 의한 모터의 전류 제어를 통해 토크를 발생시키므로, 모터 제어를 위한 다양한 제어로직을 구비하고 있다. 이러한 제어로직으로는 운전자가 원하는 조향감을 구현하는 로직, 차량의 안정성 향상을 목적으로 하는 로직, 및 시스템 안정성 향상을 위한 로직 등이 존재하며, 상기한 각 로직은 미리 설정되는 튜닝 파라미터 값에 따라 그 출력이 결정된다.For reference, unlike conventional hydraulic systems, since the MDPS system generates torque through current control of a motor by a control unit such as an ECU (Electronic Control Unit), it has various control logics for controlling the motor. These control logics include logic for realizing the driver's desired steering feel, logic for improving vehicle stability, logic for improving system stability, and the like. output is determined.

최근에 MDPS는 차량의 주행 및 조향시에 요(yaw) 안정성을 향상시키기 위한 댐핑로직 및 차량의 조타 복원성을 향상시키기 위한 복원로직이 추가되어 운전자의 주행을 보조한다. Recently, the MDPS assists the driving of the driver by adding a damping logic to improve yaw stability and a restoration logic to improve steering stability of the vehicle during vehicle driving and steering.

그러나 기존의 MDPS 복원로직은 차량의 모델 및 타이어 특성을 반영하지 않고, 단순히 튜닝 엔지니어에 의한 차속별 복원 선형성 및 복원 토크를 실험적 절차(예 : 튜닝-실차 성능 확인-수정 튜닝)를 반복 수행하는 방식으로 최적화 된 값을 결정하기 때문에 튜닝 시간 소요 및 공수가 크고, 튜닝 엔지니어의 경험에 따라 복원성능 차이가 발생하며, 또한 복원 각속도의 선형성과 최적화가 부족한 경우, 전체적인 조향 성능의 저하 및 복원속도 차이에 의한 복원 단걸림(step motion) 등이 발생하는 문제점이 있다.However, the existing MDPS restoration logic does not reflect the vehicle model and tire characteristics, but simply repeats the experimental procedure (e.g., tuning-actual vehicle performance verification-modification tuning) of the restoration linearity and restoration torque for each vehicle speed by the tuning engineer. Since the optimized value is determined by the tuning time and man-hour, the tuning engineer's experience causes a difference in restoration performance. In addition, if the linearity and optimization of the restoration angular velocity are insufficient, the overall steering performance decreases and the difference in restoration speed occurs. There is a problem in that a step motion or the like is caused by restoration.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2013-0066835호(2013.06.21. 공개, 토크 보상로직을 구비한 전동식 조향장치 및 이의 제어방법)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0066835 (published on June 21, 2013, an electric steering device having a torque compensation logic and a control method thereof).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량 모델 및 타이어 특성을 반영하여 차량 거동과 일체감 있는 복원 성능을 구현하고 조향성능을 향상시킬 수 있도록 하는, 엠디피에스 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. According to one aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, by reflecting the vehicle model and tire characteristics to realize restoration performance consistent with vehicle behavior and to improve steering performance, Its purpose is to provide an MDPS control device and method.

본 발명의 일 측면에 따른 엠디피에스 제어 장치는, 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An MDPS control device according to an aspect of the present invention includes a sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; And determining a steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculating a restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and obtaining an MDPS restoration torque corresponding to a difference between the restoration moment and a preset target restoration torque. After calculating, the control unit synthesizes the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque and outputs the maximum auxiliary torque.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여, 차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 기 설정된 차량 모델에 반영하여 아래의 수학식1에 의해 슬립각을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller calculates the slip angle by Equation 1 below by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to a preset vehicle model in order to calculate the restoring moment. to be

(수학식 1)(Equation 1)

Figure 112019031180120-pat00001
Figure 112019031180120-pat00001

여기서

Figure 112019031180120-pat00002
는 전륜을 의미하며,
Figure 112019031180120-pat00003
는 전륜의 슬립각,
Figure 112019031180120-pat00004
는 전륜의 종방향 축과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각,
Figure 112019031180120-pat00005
는 조향각,
Figure 112019031180120-pat00006
는 요레이트,
Figure 112019031180120-pat00007
는 전륜 타이어와 후륜 타이어간의 중심에서 전륜 타이어의 중심까지의 거리,
Figure 112019031180120-pat00008
는 x방향의 차량 속도,
Figure 112019031180120-pat00009
는 y방향의 차량 속도를 의미한다. here
Figure 112019031180120-pat00002
means front wheel,
Figure 112019031180120-pat00003
is the slip angle of the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00004
is the angle between the longitudinal axis of the front wheel and the velocity vector (V),
Figure 112019031180120-pat00005
is the steering angle,
Figure 112019031180120-pat00006
is the yaw rate,
Figure 112019031180120-pat00007
is the distance from the center of the front tire to the center of the rear tire,
Figure 112019031180120-pat00008
is the vehicle speed in the x direction,
Figure 112019031180120-pat00009
is the vehicle speed in the y direction.

본 발명에 있어서, 상기 차량 모델은, 전륜의 각도가 돌아갔을 때 차량의 방향이 어느 방향으로 결정되는지 알 수 있도록 미리 설정된 모델인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the vehicle model is characterized in that it is a model set in advance so as to know in which direction the direction of the vehicle is determined when the angle of the front wheels is turned.

본 발명에 있어서, 상기 기본 보조토크는, 상기 제어부가 댐핑 연산부 및 부스트 연산부를 통해 산출한 보조토크인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the basic auxiliary torque is characterized in that the auxiliary torque calculated by the control unit through a damping calculation unit and a boost calculation unit.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여, 종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to calculate the restoring moment, the control unit is characterized in that the vertical load is calculated by reflecting longitudinal acceleration information to a preset vertical load estimation model.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위한 전륜의 슬립각과 수직하중이 산출되면, 상기 슬립각과 수직하중을 기 설정된 타이어 특성곡선에 반영하여 아래의 수학식 2에 의해 복원 모멘트(

Figure 112019031180120-pat00010
)를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the slip angle and vertical load of the front wheels for calculating the restoring moment are calculated, the control unit reflects the slip angle and vertical load to a preset tire characteristic curve to calculate the restoring moment (
Figure 112019031180120-pat00010
) is characterized in that it calculates.

(수학식 2)(Equation 2)

Figure 112019031180120-pat00011
Figure 112019031180120-pat00011

여기서

Figure 112019031180120-pat00012
는 전륜의 하중 변화량을 의미하며,
Figure 112019031180120-pat00013
에 의해 산출하며,
Figure 112019031180120-pat00014
는 차량 중량,
Figure 112019031180120-pat00015
는 종가속도,
Figure 112019031180120-pat00016
은 휠베이스,
Figure 112019031180120-pat00017
는 지상고를 의미한다.here
Figure 112019031180120-pat00012
is the change in load on the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00013
Calculated by
Figure 112019031180120-pat00014
is the vehicle weight,
Figure 112019031180120-pat00015
is the longitudinal acceleration,
Figure 112019031180120-pat00016
silver wheelbase,
Figure 112019031180120-pat00017
means ground clearance.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 최대 보조토크가 MDPS용 모터에 대응하여 과다 토크로 인가되는 것을 방지하기 위하여, 상기 최대 보조토크를 기 설정된 최대출력 이하로 제한한 최종 보조토크를 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to prevent the maximum auxiliary torque from being applied as an excessive torque corresponding to the MDPS motor, the control unit outputs final auxiliary torque by limiting the maximum auxiliary torque to a preset maximum output or less. to be characterized

본 발명에 있어서, 상기 센서부는, 컬럼토크, 조향각, 차속, 요레이트, 횡가속도, 종가속도, 및 각속도를 검출하는 복수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sensor unit is characterized in that it includes a plurality of sensors for detecting column torque, steering angle, vehicle speed, yaw rate, lateral acceleration, longitudinal acceleration, and angular velocity.

본 발명의 다른 측면에 따른 엠디피에스 제어 방법은, 센서부를 통해 복수의 센싱 정보를 검출하는 단계; 제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하는 단계; 조타 복원 판단 시, 상기 제어부가 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An MDPS control method according to another aspect of the present invention includes detecting a plurality of sensing information through a sensor unit; determining, by a control unit, a steering restoration state based on sensing information detected through the sensor unit; calculating, by the control unit, a restoring moment according to tire characteristics when steering restoration is determined; calculating, by the controller, an MDPS restoring torque corresponding to a difference between the restoring moment and a predetermined target restoring torque; and outputting, by the control unit, maximum auxiliary torque by combining the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque.

본 발명에 있어서, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여, 상기 제어부는, 차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 기 설정된 차량 모델에 반영하여 아래의 수학식1에 의해 슬립각을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to calculate the restoring moment, the controller calculates the slip angle by Equation 1 below by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to a preset vehicle model to be

(수학식 1)(Equation 1)

Figure 112019031180120-pat00018
Figure 112019031180120-pat00018

여기서

Figure 112019031180120-pat00019
는 전륜을 의미하며,
Figure 112019031180120-pat00020
는 전륜의 슬립각,
Figure 112019031180120-pat00021
는 전륜의 종방향 축과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각,
Figure 112019031180120-pat00022
는 조향각,
Figure 112019031180120-pat00023
는 요레이트,
Figure 112019031180120-pat00024
는 전륜 타이어와 후륜 타이어간의 중심에서 전륜 타이어의 중심까지의 거리,
Figure 112019031180120-pat00025
는 x방향의 차량 속도,
Figure 112019031180120-pat00026
는 y방향의 차량 속도를 의미한다. here
Figure 112019031180120-pat00019
means front wheel,
Figure 112019031180120-pat00020
is the slip angle of the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00021
is the angle between the longitudinal axis of the front wheel and the velocity vector (V),
Figure 112019031180120-pat00022
is the steering angle,
Figure 112019031180120-pat00023
is the yaw rate,
Figure 112019031180120-pat00024
is the distance from the center of the front tire to the center of the rear tire,
Figure 112019031180120-pat00025
is the vehicle speed in the x direction,
Figure 112019031180120-pat00026
is the vehicle speed in the y direction.

본 발명에 있어서, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여, 상기 제어부는, 종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to calculate the restoring moment, the controller is characterized in that the longitudinal acceleration information is reflected in a preset vertical load estimation model to calculate the vertical load.

보 발명에 있어서, 상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여, 상기 제어부는, 전륜의 슬립각과 수직하중을 산출한 후, 상기 슬립각과 수직하중을 기 설정된 타이어 특성곡선에 반영하여 아래의 수학식 2에 의해 복원 모멘트(

Figure 112019031180120-pat00027
)를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the beam invention, in order to calculate the restoring moment, the control unit calculates the slip angle and vertical load of the front wheel, and then reflects the slip angle and vertical load to a preset tire characteristic curve and restores it by Equation 2 below. moment(
Figure 112019031180120-pat00027
) is characterized in that it calculates.

(수학식 2)(Equation 2)

Figure 112019031180120-pat00028
Figure 112019031180120-pat00028

여기서

Figure 112019031180120-pat00029
는 전륜의 하중 변화량을 의미하며,
Figure 112019031180120-pat00030
에 의해 산출하며,
Figure 112019031180120-pat00031
는 차량 중량,
Figure 112019031180120-pat00032
는 종가속도,
Figure 112019031180120-pat00033
은 휠베이스,
Figure 112019031180120-pat00034
는 지상고를 의미한다.here
Figure 112019031180120-pat00029
is the change in load on the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00030
Calculated by
Figure 112019031180120-pat00031
is the vehicle weight,
Figure 112019031180120-pat00032
is the longitudinal acceleration,
Figure 112019031180120-pat00033
silver wheelbase,
Figure 112019031180120-pat00034
means ground clearance.

본 발명에 있어서, 상기 최대 보조토크를 출력하는 단계 이후, 상기 제어부는, 상기 최대 보조토크가 MDPS용 모터에 대응하여 과다 토크로 인가되는 것을 방지하기 위하여, 상기 최대 보조토크를 기 설정된 최대출력 이하로 제한한 최종 보조토크를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, after the step of outputting the maximum auxiliary torque, in order to prevent the maximum auxiliary torque from being applied as an excessive torque corresponding to the motor for MDPS, the controller sets the maximum auxiliary torque to a predetermined maximum output or less. It is characterized in that it further includes; outputting the final auxiliary torque limited to .

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량 모델 및 타이어 특성을 반영하여 차량 거동과 일체감 있는 복원 성능을 구현하고 조향성능을 향상시킬 수 있도록 한다.According to one aspect of the present invention, the vehicle model and tire characteristics are reflected to realize restoration performance consistent with vehicle behavior and to improve steering performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠디피에스 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 제어부(200)의 구성을 보다 구체적으로 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 전륜 차량 모델을 활용하여 슬립각을 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 타이어 특성 모델을 활용하여 복원 모멘트를 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엠디피에스 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 is an exemplary view showing a schematic configuration of an MDPS control device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exemplary view showing the configuration of the control unit 200 in FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 is an exemplary diagram shown to explain a method of calculating a slip angle using a front-wheel vehicle model in FIG. 2;
FIG. 4 is an exemplary diagram shown to explain a method of calculating a restoring moment using a tire characteristic model in FIG. 2;
5 is a flowchart illustrating an MDPS control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엠디피에스 제어 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an MDPS control device and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

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.In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠디피에스 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 상기 도 1에 있어서, 제어부(200)의 구성을 보다 구체적으로 보인 예시도이다.1 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of an MDPS control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary diagram showing the configuration of the control unit 200 in FIG. 1 in more detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엠디피에스 제어 장치는, 컬럼토크 센서(110), 조향각 센서(120), 차속 센서(130), 요레이트 센서(140), 횡가속도 센서(150), 종가속도 센서(160), 및 제어부(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the MDPS control device according to the present embodiment includes a column torque sensor 110, a steering angle sensor 120, a vehicle speed sensor 130, a yaw rate sensor 140, and a lateral acceleration sensor 150. ), a longitudinal acceleration sensor 160, and a controller 200.

이때 상기 복수의 센서(110 ~ 160)를 통합하여 센서부로 기재할 수 있다.At this time, the plurality of sensors 110 to 160 may be integrated and described as a sensor unit.

상기 컬럼토크 센서(110)는 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 컬럼토크를 검출하여 제어부(200)로 전달한다.The column torque sensor 110 detects column torque applied to a steering shaft as the driver steers the steering wheel and transmits the detected column torque to the control unit 200 .

상기 조향각 센서(120)는 조향휠의 조향각(δ)을 검출하여 제어부(200)로 전달한다. 예컨대 상기 조향각 센서(200)는 광센서(optical sensor)를 포함한다.The steering angle sensor 120 detects the steering angle δ of the steering wheel and transmits it to the control unit 200 . For example, the steering angle sensor 200 includes an optical sensor.

이때 상기 조향각(δ)을 측정하여 시간에 대하여 미분함으로써 조향각속도(ω)를 검출할 수 있다. At this time, the steering angle velocity ω can be detected by measuring the steering angle δ and differentiating it with respect to time.

예컨대 상기 제어부(200)가 상기 조향각 센서(120)로부터 조향각(δ)을 전달받아 시간에 대하여 미분하여 조향각속도(ω)를 산출할 수 있으며, 다른 실시예에서는 상기 조향각 센서(100)가 조향각(δ) 및 조향각속도(ω)를 검출하여 제어부(400)에 전달할 수도 있다.For example, the control unit 200 may receive the steering angle δ from the steering angle sensor 120 and differentiate it with respect to time to calculate the steering angle velocity ω. In another embodiment, the steering angle sensor 100 may calculate the steering angle ( δ) and steering angular velocity ω may be detected and transmitted to the control unit 400.

상기 차속 센서(130)는 주행중인 차량의 차속(v)을 검출하여 상기 제어부(200)로 전달한다.The vehicle speed sensor 130 detects the vehicle speed v of the driving vehicle and transmits it to the control unit 200 .

예컨대 상기 차속 센서(130)로는 차륜의 회전속도를 이용하여 차속(v)을 검출하는 센서, 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute)를 측정하여 차속(v)을 검출하는 센서, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 차속(v)을 검출하는 센서 등 다양한 센서가 포함될 수 있다. For example, the vehicle speed sensor 130 includes a sensor that detects the vehicle speed (v) using the rotational speed of the wheel, a sensor that detects the vehicle speed (v) by measuring the revolution per minute (RPM), and a global positioning (GPS) sensor. System) may be used to include various sensors such as a sensor that detects the vehicle speed v.

상기 요레이트 센서(140)는 차량의 z축을 중심으로 회전하는 요레이트(yaw rate=요각속도=요각이 변하는 속도)(

Figure 112019031180120-pat00035
)를 검출하여 상기 제어부(200)에 전달한다. 즉, 차량은 차체의 무게 중심을 중심으로 요레이트(
Figure 112019031180120-pat00036
)를 갖고 회전하게 된다.The yaw rate sensor 140 rotates around the z-axis of the vehicle (yaw rate = yaw rate = speed at which the yaw angle changes) (
Figure 112019031180120-pat00035
) is detected and transmitted to the controller 200. That is, the vehicle has a yaw rate centered on the center of gravity of the vehicle body (
Figure 112019031180120-pat00036
) and rotates.

상기 횡가속도 센서(150)는 차량의 횡가속도(

Figure 112019031180120-pat00037
)(즉, y축 방향의 가속도)를 검출하여 상기 제어부(200)에 전달한다. 이때 상기 횡가속도(
Figure 112019031180120-pat00038
)를 적분하면
Figure 112019031180120-pat00039
(y축 방향의 속도)를 산출할 수 있다. 이에 따라 상기 횡가속도(
Figure 112019031180120-pat00040
)를 적분하여 산출한
Figure 112019031180120-pat00041
(y축 방향의 속도)를 상기 제어부(200)에 전달한다.The lateral acceleration sensor 150 measures the lateral acceleration of the vehicle (
Figure 112019031180120-pat00037
) (that is, acceleration in the y-axis direction) is detected and transmitted to the controller 200. At this time, the lateral acceleration (
Figure 112019031180120-pat00038
) by integrating
Figure 112019031180120-pat00039
(velocity in the y-axis direction) can be calculated. Accordingly, the lateral acceleration (
Figure 112019031180120-pat00040
) calculated by integrating
Figure 112019031180120-pat00041
(velocity in the y-axis direction) is transmitted to the controller 200.

상기 종가속도 센서(160)는 차량의 종가속도(

Figure 112019031180120-pat00042
)(즉, x축 방향의 가속도)를 검출하여 상기 제어부(200)에 전달한다.The longitudinal acceleration sensor 160 determines the longitudinal acceleration of the vehicle (
Figure 112019031180120-pat00042
) (that is, acceleration in the x-axis direction) is detected and transmitted to the controller 200.

상기 제어부(200)는 상기 복수의 센서(110 ~ 160)로부터 검출된 센싱 정보를 이용하여 MDPS 제어신호(즉, MDPS 최종 보조토크)를 산출하여 출력하되, 본 실시예에서는 복원력 보상토크를 산출하여 상기 MDPS 제어신호(또는 MDPS 최종 보조토크)를 보상한다. 즉, 이미 상술한 바와 같이 종래에는 튜닝 엔지니어가 차속별 복원 선형성 및 복원 토크를 실험적 절차(예 : 튜닝-실차 성능 확인-수정 튜닝)를 반복 수행하는 방식으로 최적의 복원력 보상토크(즉, MDPS 복원토크)를 산출하였으나, 본 실시예에서는 상기 복수의 센서(110 ~ 160)로부터 검출된 센싱 정보를 이용하여 최적의 복원력 보상토크(즉, MDPS 복원토크)를 산출하여 상기 MDPS 제어신호(즉, MDPS 최종 보조토크)를 보상하는 것이다.The control unit 200 calculates and outputs an MDPS control signal (ie, MDPS final auxiliary torque) using the sensing information detected from the plurality of sensors 110 to 160. The MDPS control signal (or MDPS final auxiliary torque) is compensated. That is, as described above, in the prior art, a tuning engineer repeatedly performed an experimental procedure (e.g., tuning-actual vehicle performance confirmation-correction tuning) for restoration linearity and restoration torque for each vehicle speed to obtain an optimal restoration force compensation torque (ie, MDPS restoration). torque) was calculated, but in this embodiment, the MDPS control signal (ie, MDPS final auxiliary torque).

도 2는 상기 도 1에 있어서, 제어부의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)는 댐핑 연산부(210), 부스트 연산부(220), 복원력 연산부(230), 및 최대출력 제한부(240)를 포함한다. FIG. 2 is an exemplary view showing a more specific configuration of the control unit in FIG. 1 . As shown in FIG. 2 , the controller 200 includes a damping calculator 210, a boost calculator 220, a restoring force calculator 230, and a maximum output limiter 240.

다만 상기 구성 요소들(210 ~ 240)이 반드시 제어부(200)의 구성 요소로 한정되게 구현되는 것은 아니며, 상기 제어부(200)와 병렬적으로 독립되는 구성으로 구현될 수도 있다. 즉, 상기 복원력 연산부(230)가 별도로 구현되어 상기 MDPS 제어신호(또는 MDPS 최종 보조토크)를 보상하는 구성으로 구현될 수도 있다.However, the components 210 to 240 are not necessarily implemented as limited to the components of the controller 200, and may be implemented as independent components in parallel with the controller 200. That is, the restoring force calculator 230 may be implemented separately to compensate for the MDPS control signal (or MDPS final auxiliary torque).

상기 제어부(200)는 댐핑 연산부(210) 및 부스트 연산부(220)를 통해 산출한 기본 보조토크와 상기 복원력 연산부(230)에서 산출한 MDPS 복원토크를 합성하여 최대 보조토크를 산출한다. The controller 200 calculates the maximum auxiliary torque by combining the basic auxiliary torque calculated through the damping calculator 210 and the boost calculator 220 and the MDPS restoring torque calculated by the restoring force calculator 230.

여기서 상기 최대 보조토크는, 최대출력 제한부(240)를 통해 MDPS용 모터(미도시)에 대응하여 최대출력이 제한된 최종 보조토크로서 출력된다.Here, the maximum auxiliary torque is output through the maximum output limiting unit 240 as the final auxiliary torque whose maximum output is limited in correspondence with the MDPS motor (not shown).

다만 상기 댐핑 연산부(210)와 부스트 연산부(220)를 통해 기본 보조토크가 산출되는 과정은 동일 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 이하에서는 상기 복원력 연산부(230)의 동작을 중심으로 설명한다.However, since the process of calculating the basic auxiliary torque through the damping calculator 210 and the boost calculator 220 is well known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, the restoring force calculator 230 ) is mainly explained.

상기 복원력 연산부(230)는 슬립각 산출부(231), 수직하중 산출부(232), 복원 모멘트 산출부(233), 및 목표 복원력 출력부(234)를 포함한다.The restoring force calculating unit 230 includes a slip angle calculating unit 231, a vertical load calculating unit 232, a restoring moment calculating unit 233, and a target restoring force output unit 234.

상기 슬립각 산출부(231)는 차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 차량 모델에 반영하여 슬립각(또는 미끄럼각)을 산출한다.The slip angle calculator 231 calculates a slip angle (or slip angle) by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to the vehicle model.

여기서 상기 차량 모델은, 도 3에 도시된 바와 같이, 바퀴(즉, 전륜)의 각도가 돌아갔을 때 차량의 방향이 어느 방향으로 결정되는지 알 수 있도록 하는 모델로서, 슬립각(또는 미끄럼각)(

Figure 112019031180120-pat00043
)은 조향각(δ)에서 차량의 종방향 축(즉, 종축)과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각(
Figure 112019031180120-pat00044
)을 뺀 것과 같다(아래의 수학식 1 참조).Here, the vehicle model, as shown in FIG. 3, is a model that allows knowing in which direction the direction of the vehicle is determined when the angle of the wheels (ie, front wheels) is turned, and the slip angle (or slip angle) (
Figure 112019031180120-pat00043
) is the angle between the longitudinal axis of the vehicle (ie, the longitudinal axis) and the speed vector V at the steering angle δ (
Figure 112019031180120-pat00044
) (see Equation 1 below).

Figure 112019031180120-pat00045
Figure 112019031180120-pat00045

여기서

Figure 112019031180120-pat00046
는 전륜을 의미하며, 따라서
Figure 112019031180120-pat00047
는 전륜의 슬립각,
Figure 112019031180120-pat00048
는 전륜의 종방향 축(즉, 종축)과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각,
Figure 112019031180120-pat00049
는 조향각,
Figure 112019031180120-pat00050
는 요레이트,
Figure 112019031180120-pat00051
는 전륜 타이어와 후륜 타이어간의 중심에서 전륜 타이어의 중심까지의 거리를 의미한다(도 3 참조). 그리고
Figure 112019031180120-pat00052
는 x방향(즉, 종방향)의 차량 속도,
Figure 112019031180120-pat00053
는 y방향(즉, 횡방향)의 차량 속도를 의미한다. here
Figure 112019031180120-pat00046
means the front wheel, so
Figure 112019031180120-pat00047
is the slip angle of the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00048
Is the angle between the longitudinal axis of the front wheel (ie, the longitudinal axis) and the velocity vector V,
Figure 112019031180120-pat00049
is the steering angle,
Figure 112019031180120-pat00050
is the yaw rate,
Figure 112019031180120-pat00051
Means a distance from the center of the front tire to the center of the rear tire (see FIG. 3). and
Figure 112019031180120-pat00052
is the vehicle speed in the x-direction (i.e., longitudinal direction),
Figure 112019031180120-pat00053
Means the vehicle speed in the y-direction (ie, the lateral direction).

상기 수직하중 산출부(232)는 종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중(또는 수직력)을 산출한다.The vertical load calculation unit 232 calculates a vertical load (or vertical force) by reflecting longitudinal acceleration information to a preset vertical load estimation model.

상기와 같이 전륜의 슬립각과 수직하중이 산출되면, 상기 슬립각과 수직하중을 기 설정된 타이어 특성곡선(또는 타이어 특성 모델)에 반영하여 복원 모멘트(

Figure 112019031180120-pat00054
)(즉, 복원 토크)를 산출한다(도 4, 아래의 수학식 2 참조).When the slip angle and vertical load of the front wheel are calculated as described above, the slip angle and vertical load are reflected in the preset tire characteristic curve (or tire characteristic model) to restore the moment (
Figure 112019031180120-pat00054
) (ie, restoring torque) is calculated (see Equation 2 below in FIG. 4).

Figure 112019031180120-pat00055
Figure 112019031180120-pat00055

여기서

Figure 112019031180120-pat00056
는 전륜의 하중 변화량을 의미하며,
Figure 112019031180120-pat00057
에 의해 산출할 수 있다. 여기서
Figure 112019031180120-pat00058
는 차량 중량,
Figure 112019031180120-pat00059
는 종가속도,
Figure 112019031180120-pat00060
은 휠베이스,
Figure 112019031180120-pat00061
는 지상고로서, 차량제원 정보이다.here
Figure 112019031180120-pat00056
is the change in load on the front wheel,
Figure 112019031180120-pat00057
can be calculated by here
Figure 112019031180120-pat00058
is the vehicle weight,
Figure 112019031180120-pat00059
is the longitudinal acceleration,
Figure 112019031180120-pat00060
silver wheelbase,
Figure 112019031180120-pat00061
Is a ground clearance and is vehicle specification information.

상기 목표 복원력 출력부(234)는 사용자(즉, 튜닝 엔지니어)가 미리 설정한 목표 복원력(즉, 목표 복원 토크)을 출력한다.The target restoring force output unit 234 outputs a target restoring force (ie, target restoring torque) previously set by a user (ie, a tuning engineer).

예컨대 상기 목표 복원력(즉, 목표 복원 토크)은 빠르게 복원하도록 설정할지, 아니면 느리게 복원하도록 설정할지에 따라 해당하는 목표 복원력(즉, 목표 복원 토크)을 출력한다.For example, the target restoring force (ie, target restoring torque) is output according to whether the target restoring force (ie, target restoring torque) is set to be restored quickly or slowly.

이에 따라 상기 복원력 연산부(230)는 상기 복원 모멘트(

Figure 112019031180120-pat00062
)(즉, 복원 토크) 및 목표 복원력(즉, 목표 복원 토크)을 합성하여 그 차이에 해당하는 MDPS 복원 토크를 출력한다.Accordingly, the restoring force calculation unit 230 calculates the restoring moment (
Figure 112019031180120-pat00062
) (ie, restoring torque) and the target restoring force (ie, target restoring torque) are synthesized, and the MDPS restoring torque corresponding to the difference is output.

이에 상기 제어부(200)는 상기 댐핑 연산부(210) 및 부스트 연산부(220)를 통해 산출한 기본 보조토크와 상기 복원력 연산부(230)에서 산출한 MDPS 복원토크를 합성하여 최대 보조토크를 산출한다. Accordingly, the controller 200 synthesizes the basic auxiliary torque calculated through the damping calculator 210 and the boost calculator 220 and the MDPS restoring torque calculated by the restoring force calculator 230 to calculate maximum auxiliary torque.

그리고 상기 최대출력 제한부(240)는 상기 최대 보조토크를 MDPS용 모터(미도시)에 대응하여 최대출력을 제한한 최종 보조토크로서 출력한다.The maximum output limiting unit 240 outputs the maximum auxiliary torque as the final auxiliary torque obtained by limiting the maximum output corresponding to the MDPS motor (not shown).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엠디피에스 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an MDPS control method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(200)는 센서부를 통해 검출된 센싱 정보(예 : 컬럼토크, 조향각, 차속, 요레이트, 횡가속도, 종가속도, 각속도 등)에 기초하여 조타 복원 상태인지 판단한다(S101). 다만 조타 복원 상태를 판단하는 것은 동일 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 것이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5 , the controller 200 determines whether the steering is in a restored state based on sensing information (eg, column torque, steering angle, vehicle speed, yaw rate, lateral acceleration, longitudinal acceleration, angular velocity, etc.) detected through the sensor unit ( S101). However, since determining the steering restoration state is well known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

이에 조타 복원 상태로 판단된 경우(S101), 상기 제어부(200)는 차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 기 설정된 차량 모델에 반영하여 슬립각(또는 미끄럼각)을 산출하고, 또한 종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중(또는 수직력)을 산출한다(S102).Accordingly, when it is determined that the steering is restored (S101), the control unit 200 calculates a slip angle (or slip angle) by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to a preset vehicle model, and also The vertical load (or vertical force) is calculated by reflecting the speed information to a preset vertical load estimation model (S102).

또한 상기 제어부(200)는 상기 슬립각 및 수직하중을 기 설정된 타이어 특성 모델에 반영하여 복원 모멘트(즉, 타이어 특성에 따른 복원 토크)를 산출한다(S103).In addition, the control unit 200 calculates a restoring moment (ie, restoring torque according to tire characteristics) by reflecting the slip angle and vertical load to a preset tire characteristic model (S103).

또한 상기 제어부(200)는 상기 복원 모멘트(즉, 타이어 특성에 따른 복원 토크)와 기 설정된 목표 복원 토크를 합성하여, 상기 복원 모멘트(즉, 타이어 특성에 따른 복원 토크)와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한다(S104).In addition, the control unit 200 synthesizes the restoring moment (ie, restoring torque according to tire characteristics) and a preset target restoring torque, and calculates the restoring moment (ie, restoring torque according to tire characteristics) and the preset target restoring torque. MDPS restoring torque corresponding to the car is calculated (S104).

상기와 같이 MDPS 복원 토크가 산출되면, 상기 제어부(200)는 상기 MDPS 복원 토크, 및 상기 댐핑 연산부(210) 및 부스트 연산부(220)를 통해 산출한 기본 보조토크를 합성하여 최대 보조토크를 산출한다(S105). When the MDPS restoration torque is calculated as described above, the control unit 200 synthesizes the MDPS restoration torque and the basic auxiliary torque calculated through the damping calculation unit 210 and the boost calculation unit 220 to calculate the maximum auxiliary torque. (S105).

이때 상기 최대 보조토크가 MDPS용 모터(미도시)에 대응하여 과다 토크를 제한하여, 즉, 최대 출력을 제한하여 최종 보조토크를 출력한다(S106).At this time, the maximum auxiliary torque limits the excessive torque corresponding to the MDPS motor (not shown), that is, the maximum output is limited to output the final auxiliary torque (S106).

상기와 같이 본 실시예는 차량 모델 및 타이어 특성을 반영하여 차량 거동과 일체감 있는 복원 성능을 자동으로 구현하여 조향성능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present embodiment has an effect of improving steering performance by automatically realizing restoration performance consistent with vehicle behavior by reflecting vehicle model and tire characteristics.

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. 또한 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 프로그래밍가능한 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.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. you will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below. Implementations described herein may also be embodied in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit or programmable logic device or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

110 : 컬럼토크 센서 120 : 조향각 센서
130 : 차속 센서 140 : 요레이트 센서
150 : 횡가속도 센서 160 : 종가속도 센서
200 : 제어부 210 : 댐핑 연산부
220 : 부스트 연산부 230 : 복원력 연산부
231 : 슬립각 산출부 232 : 수직하중 산출부
233 : 복원 모멘트 산출부 234 : 목표 복원력 출력부
240 : 최대출력 제한부110: column torque sensor 120: steering angle sensor
130: vehicle speed sensor 140: yaw rate sensor
150: lateral acceleration sensor 160: longitudinal acceleration sensor
200: control unit 210: damping calculation unit
220: boost calculation unit 230: resilience calculation unit
231: slip angle calculation unit 232: vertical load calculation unit
233: restoring moment calculation unit 234: target restoring force output unit
240: maximum output limiting unit

Claims (13)

조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여,
종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중을 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The control unit,
In order to calculate the restoring moment,
An MDPS control device characterized in that the vertical load is calculated by reflecting longitudinal acceleration information to a preset vertical load estimation model.
 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여,
차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 기 설정된 차량 모델에 반영하여 아래의 수학식1에 의해 슬립각을 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
(수학식 1)
Figure 112023013623082-pat00063

여기서
Figure 112023013623082-pat00064
는 전륜을 의미하며,
Figure 112023013623082-pat00065
는 전륜의 슬립각,
Figure 112023013623082-pat00066
는 전륜의 종방향 축과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각,
Figure 112023013623082-pat00067
는 조향각,
Figure 112023013623082-pat00068
는 요레이트,
Figure 112023013623082-pat00069
는 전륜 타이어와 후륜 타이어간의 중심에서 전륜 타이어의 중심까지의 거리,
Figure 112023013623082-pat00070
는 x방향의 차량 속도,
Figure 112023013623082-pat00071
는 y방향의 차량 속도를 의미한다.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The control unit,
In order to calculate the restoring moment,
An MDPS control device characterized in that the slip angle is calculated by Equation 1 below by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to a preset vehicle model.
(Equation 1)
Figure 112023013623082-pat00063

here
Figure 112023013623082-pat00064
means front wheel,
Figure 112023013623082-pat00065
is the slip angle of the front wheel,
Figure 112023013623082-pat00066
is the angle between the longitudinal axis of the front wheel and the velocity vector (V),
Figure 112023013623082-pat00067
is the steering angle,
Figure 112023013623082-pat00068
is the yaw rate,
Figure 112023013623082-pat00069
is the distance from the center of the front tire to the center of the rear tire,
Figure 112023013623082-pat00070
is the vehicle speed in the x direction,
Figure 112023013623082-pat00071
is the vehicle speed in the y direction.
 제 2항에 있어서, 상기 차량 모델은,
전륜의 각도가 돌아갔을 때 차량의 방향이 어느 방향으로 결정되는지 알 수 있도록 미리 설정된 모델인 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
The method of claim 2, wherein the vehicle model,
An MDPS control device characterized in that it is a preset model so that it is possible to know in which direction the direction of the vehicle is determined when the angle of the front wheels is turned.
 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 기본 보조토크는,
상기 제어부가 댐핑 연산부 및 부스트 연산부를 통해 산출한 보조토크인 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The basic auxiliary torque,
The MDPS control device, characterized in that the auxiliary torque calculated by the control unit through a damping operation unit and a boost operation unit.
 삭제delete 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위한 전륜의 슬립각과 수직하중이 산출되면,
상기 슬립각과 수직하중을 기 설정된 타이어 특성곡선에 반영하여 아래의 수학식 2에 의해 복원 모멘트(
Figure 112023013623082-pat00072
)를 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
(수학식 2)
Figure 112023013623082-pat00073

여기서
Figure 112023013623082-pat00074
는 전륜의 하중 변화량을 의미하며,
Figure 112023013623082-pat00075
에 의해 산출하며,
Figure 112023013623082-pat00076
는 차량 중량,
Figure 112023013623082-pat00077
는 종가속도,
Figure 112023013623082-pat00078
은 휠베이스,
Figure 112023013623082-pat00079
는 지상고를 의미한다.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The control unit,
When the slip angle and vertical load of the front wheel for calculating the restoring moment are calculated,
The slip angle and the vertical load are reflected in the preset tire characteristic curve, and the restoring moment by Equation 2 below (
Figure 112023013623082-pat00072
) MDPS control device characterized in that for calculating.
(Equation 2)
Figure 112023013623082-pat00073

here
Figure 112023013623082-pat00074
is the change in load on the front wheel,
Figure 112023013623082-pat00075
Calculated by
Figure 112023013623082-pat00076
is the vehicle weight,
Figure 112023013623082-pat00077
is the longitudinal acceleration,
Figure 112023013623082-pat00078
silver wheelbase,
Figure 112023013623082-pat00079
means ground clearance.
 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 최대 보조토크가 MDPS용 모터에 대응하여 과다 토크로 인가되는 것을 방지하기 위하여, 상기 최대 보조토크를 기 설정된 최대출력 이하로 제한한 최종 보조토크를 출력하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The control unit,
The MDPS control device, characterized in that outputting a final auxiliary torque obtained by limiting the maximum auxiliary torque to a preset maximum output or less, in order to prevent the maximum auxiliary torque from being applied as an excessive torque corresponding to the MDPS motor.
 조타 복원 상태를 판단하기 위한 복수의 센싱 정보를 검출하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하고, 조타 복원 시 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하여, 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출한 후, 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 제어부;를 포함하되,
상기 센서부는,
컬럼토크, 조향각, 차속, 요레이트, 횡가속도, 종가속도, 및 각속도를 검출하는 복수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 장치.
A sensor unit detecting a plurality of sensing information for determining a steering restoration state; and
Determines the steering restoration state based on the sensing information detected through the sensor unit, calculates the restoration moment according to tire characteristics during steering restoration, and calculates the MDPS restoration torque corresponding to the difference between the restoration moment and the preset target restoration torque. Then, a control unit for synthesizing the MDPS restoration torque with the basic auxiliary torque and outputting the maximum auxiliary torque;
The sensor unit,
An MDPS control device comprising a plurality of sensors for detecting column torque, steering angle, vehicle speed, yaw rate, lateral acceleration, longitudinal acceleration, and angular velocity.
 센서부를 통해 복수의 센싱 정보를 검출하는 단계;
제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하는 단계;
조타 복원 판단 시, 상기 제어부가 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여,
상기 제어부는,
종가속도 정보를 기 설정된 수직하중 추정모델에 반영하여 수직하중을 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 방법.
detecting a plurality of sensing information through a sensor unit;
determining, by a control unit, a steering restoration state based on sensing information detected through the sensor unit;
calculating, by the control unit, a restoring moment according to tire characteristics when steering restoration is determined;
calculating, by the controller, an MDPS restoring torque corresponding to a difference between the restoring moment and a predetermined target restoring torque; and
The controller synthesizes the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque and outputs a maximum auxiliary torque;
In order to calculate the restoring moment,
The control unit,
An MDPS control method characterized in that the vertical load is calculated by reflecting longitudinal acceleration information to a preset vertical load estimation model.
 센서부를 통해 복수의 센싱 정보를 검출하는 단계;
제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하는 단계;
조타 복원 판단 시, 상기 제어부가 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여,
상기 제어부는,
차속, 조향각, 요레이트, 및 횡가속도 정보를 기 설정된 차량 모델에 반영하여 아래의 수학식1에 의해 슬립각을 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 방법.
(수학식 1)
Figure 112023013623082-pat00080

여기서
Figure 112023013623082-pat00081
는 전륜을 의미하며,
Figure 112023013623082-pat00082
는 전륜의 슬립각,
Figure 112023013623082-pat00083
는 전륜의 종방향 축과 속도 벡터(V)가 이루는 사잇각,
Figure 112023013623082-pat00084
는 조향각,
Figure 112023013623082-pat00085
는 요레이트,
Figure 112023013623082-pat00086
는 전륜 타이어와 후륜 타이어간의 중심에서 전륜 타이어의 중심까지의 거리,
Figure 112023013623082-pat00087
는 x방향의 차량 속도,
Figure 112023013623082-pat00088
는 y방향의 차량 속도를 의미한다.
detecting a plurality of sensing information through a sensor unit;
determining, by a control unit, a steering restoration state based on sensing information detected through the sensor unit;
calculating, by the control unit, a restoring moment according to tire characteristics when steering restoration is determined;
calculating, by the controller, an MDPS restoring torque corresponding to a difference between the restoring moment and a predetermined target restoring torque; and
The controller synthesizes the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque and outputs a maximum auxiliary torque;
In order to calculate the restoring moment,
The control unit,
An MDPS control method characterized in that the slip angle is calculated by Equation 1 below by reflecting vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration information to a preset vehicle model.
(Equation 1)
Figure 112023013623082-pat00080

here
Figure 112023013623082-pat00081
means front wheel,
Figure 112023013623082-pat00082
is the slip angle of the front wheel,
Figure 112023013623082-pat00083
is the angle between the longitudinal axis of the front wheel and the velocity vector (V),
Figure 112023013623082-pat00084
is the steering angle,
Figure 112023013623082-pat00085
is the yaw rate,
Figure 112023013623082-pat00086
is the distance from the center of the front tire to the center of the rear tire,
Figure 112023013623082-pat00087
is the vehicle speed in the x direction,
Figure 112023013623082-pat00088
is the vehicle speed in the y direction.
 삭제delete 센서부를 통해 복수의 센싱 정보를 검출하는 단계;
제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하는 단계;
조타 복원 판단 시, 상기 제어부가 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 복원 모멘트를 산출하기 위하여,
상기 제어부는,
전륜의 슬립각과 수직하중을 산출한 후, 상기 슬립각과 수직하중을 기 설정된 타이어 특성곡선에 반영하여 아래의 수학식 2에 의해 복원 모멘트(
Figure 112023013623082-pat00089
)를 산출하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 방법.
(수학식 2)
Figure 112023013623082-pat00090

여기서
Figure 112023013623082-pat00091
는 전륜의 하중 변화량을 의미하며,
Figure 112023013623082-pat00092
에 의해 산출하며,
Figure 112023013623082-pat00093
는 차량 중량,
Figure 112023013623082-pat00094
는 종가속도,
Figure 112023013623082-pat00095
은 휠베이스,
Figure 112023013623082-pat00096
는 지상고를 의미한다.
detecting a plurality of sensing information through a sensor unit;
determining, by a control unit, a steering restoration state based on sensing information detected through the sensor unit;
calculating, by the control unit, a restoring moment according to tire characteristics when steering restoration is determined;
calculating, by the controller, an MDPS restoring torque corresponding to a difference between the restoring moment and a predetermined target restoring torque; and
The controller synthesizes the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque and outputs a maximum auxiliary torque;
In order to calculate the restoring moment,
The control unit,
After calculating the slip angle and vertical load of the front wheel, the slip angle and vertical load are reflected in the preset tire characteristic curve to restore the moment by Equation 2 below (
Figure 112023013623082-pat00089
) MDPS control method characterized in that for calculating.
(Equation 2)
Figure 112023013623082-pat00090

here
Figure 112023013623082-pat00091
is the change in load on the front wheel,
Figure 112023013623082-pat00092
Calculated by
Figure 112023013623082-pat00093
is the vehicle weight,
Figure 112023013623082-pat00094
is the longitudinal acceleration,
Figure 112023013623082-pat00095
silver wheelbase,
Figure 112023013623082-pat00096
means ground clearance.
 센서부를 통해 복수의 센싱 정보를 검출하는 단계;
제어부가 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보에 기초하여 조타 복원 상태를 판단하는 단계;
조타 복원 판단 시, 상기 제어부가 타이어 특성에 따른 복원 모멘트를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 복원 모멘트와 기 설정된 목표 복원 토크의 차에 해당하는 MDPS 복원 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 기본 보조토크에 상기 MDPS 복원 토크를 합성하여 최대 보조토크를 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 최대 보조토크를 출력하는 단계 이후,
상기 제어부는,
상기 최대 보조토크가 MDPS용 모터에 대응하여 과다 토크로 인가되는 것을 방지하기 위하여, 상기 최대 보조토크를 기 설정된 최대출력 이하로 제한한 최종 보조토크를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엠디피에스 제어 방법.detecting a plurality of sensing information through a sensor unit;
determining, by a control unit, a steering restoration state based on sensing information detected through the sensor unit;
calculating, by the control unit, a restoring moment according to tire characteristics when steering restoration is determined;
calculating, by the controller, an MDPS restoring torque corresponding to a difference between the restoring moment and a predetermined target restoring torque; and
The controller synthesizes the MDPS restoring torque with the basic auxiliary torque and outputs a maximum auxiliary torque;
After the step of outputting the maximum auxiliary torque,
The control unit,
In order to prevent the maximum auxiliary torque from being applied as an excessive torque corresponding to the MDPS motor, outputting a final auxiliary torque obtained by limiting the maximum auxiliary torque to a preset maximum output or less; characterized in that it further comprises MDPS control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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