KR20170080405A - Control apparatus and method for electric power steering - Google Patents

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KR20170080405A KR1020160044762A KR20160044762A KR20170080405A KR 20170080405 A KR20170080405 A KR 20170080405A KR 1020160044762 A KR1020160044762 A KR 1020160044762A KR 20160044762 A KR20160044762 A KR 20160044762A KR 20170080405 A KR20170080405 A KR 20170080405A
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Abstract

본 발명은 전동식 조향 장치의 제어 장치에 관한 것으로서, 이 제어 장치는 조향 토크에 따른 제1 이득 보간 함수 값을 계산하고, 조향 각속도 및 차속에 따른 제2 이득 보간 함수 값을 계산한 후 이들을 곱하여 보상 토크 값을 계산하며, 조향 토크 및 조향 각에 따라 보상 토크 값의 출력을 제한한다. 이에 따라 전동식 조향 장치의 주행 안정성을 개선시킬 수 있다.The present invention relates to a control apparatus for an electric steering apparatus, which calculates a first gain interpolation function value according to a steering torque, calculates a second gain interpolation function value according to a steering angular speed and a vehicle speed, Calculates the torque value, and limits the output of the compensation torque value according to the steering torque and the steering angle. Accordingly, the running stability of the electric power steering apparatus can be improved.

Description

전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법 {Control apparatus and method for electric power steering}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus and method for an electric power steering apparatus,

본 발명은 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 안정성을 개선하기 위한 댐핑 제어 로직을 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for controlling an electric steering system, and more particularly, to an apparatus and method for controlling an electric steering system including damping control logic for improving driving stability.

일반적으로 전동식 조향 장치는 운전 상황별 적절한 토크 값을 결정하여 운전자가 조향하는 방향으로 보조 토크를 제공함으로써 운전자의 조향을 돕는다. 전동식 조향 장치의 조향 로직 중 댐핑 제어 로직은 운전자의 요구 토크를 계산할 때 주행 안정성을 개선하기 위하여 추가적으로 필요한 로직이다. 댐핑 제어 로직으로 주행 안정성과 관련된 물리적 특성 중 타이어 복원 모멘트(tire self-aligning moment)를 제어할 수 있다.Generally, the electric steering system determines the appropriate torque value according to the driving situation and assists the steering by providing the auxiliary torque in the direction in which the driver steers. Among the steering logic of the electric steering system, the damping control logic is an additional logic required to improve the driving stability when calculating the driver's required torque. The damping control logic can control the tire self-aligning moment among the physical characteristics associated with the driving stability.

타이어 복원 모멘트는 횡항력 또는 횡방향력에 의하여 발생하며 이로 인하여 토크 오버슈트가 생성되는데, 특히 타이어 복원 모멘트가 큰 경우 차량의 중고속 운행 중 차선을 변경하면 차량의 횡가속도가 증가하여 차량 주행 안정성이 저하되며, 경우에 따라 사고로 이어질 수 있다. 타이어 복원 모멘트를 제어하기 위한 댐핑 제어 로직으로서 조향 각속도에 비례하여 댐핑 토크 값을 출력시키는 방식으로 로직이 개발되어 왔다.Tire restoring moment is generated by transverse drag or transverse force, resulting in torque overshoot. Especially when the tire restoring moment is large, changing the lane during medium-speed operation of the vehicle increases the lateral acceleration of the vehicle, And may lead to accidents in some cases. Logic has been developed as a damping control logic for controlling the tire restoring moment by outputting the damping torque value proportional to the steering angular velocity.

공개특허공보 10-2015-0025639Patent Document 10-2015-0025639

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전동식 조향 장치를 조타함에 있어서 타이어 복원 모멘트에 의한 토크 오버슈트를 억제할 수 있으며 이에 따라 주행 안정성을 개선할 수 있는 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling an electric steering system that can suppress torque overshoot due to tire restoring moment in steering an electric steering system and thereby improve driving stability.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치는, 조향 토크에 따른 제1 이득 보간 함수 값을 계산하고, 조향 각속도 및 차속에 따른 제2 이득 보간 함수 값을 계산한 후 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하며, 상기 조향 토크 및 조향 각에 따라 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 신호 처리부, 그리고 상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an electric steering apparatus, the apparatus including: a first gain interpolation function calculation unit configured to calculate a first gain interpolation function value according to a steering torque and calculate a second gain interpolation function value according to a steering angular velocity and a vehicle speed; A signal processing unit for calculating a compensation torque value by multiplying the first and second gain interpolation function values by the first and second gain interpolation function values and for restricting the output of the compensation torque value according to the steering torque and the steering angle, And a control unit for generating a value to drive the motor.

상기 신호 처리부는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 상기 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력할 수 있다.The signal processing unit may output the compensation torque value when the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or when the steering angle is equal to or greater than a predetermined reference steering angle.

상기 신호 처리부는 상기 조향 토크와 미리 정해져 있는 기준 조향 토크를 비교하는 제1 비교기, 상기 조향 각과 미리 정해져 있는 기준 조향 각을 비교하는 제2 비교기, 그리고 상기 제1 및 제2 비교기의 출력을 입력으로 하는 OR 게이트를 포함할 수 있다.Wherein the signal processing unit includes a first comparator for comparing the steering torque with a predetermined reference steering torque, a second comparator for comparing the steering angle with a predetermined reference steering angle, and an output of the first and second comparators as inputs Lt; / RTI >

상기 제1 보간 함수 값은 상기 조향 토크의 값에 반비례하도록 설정될 수 있다.The first interpolation function value may be set to be in inverse proportion to the value of the steering torque.

상기 제2 보간 함수 값은 상기 조향 각속도의 값에 비례하도록 설정되며 상기 차속 증가에 따라 증가하도록 설정될 수 있다.The second interpolation function value is set to be proportional to the value of the steering angular velocity and may be set to increase with the vehicle speed increase.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치는, 조향 토크 값에 반비례하도록 설정되어 있는 제1 이득 보간 함수 값을 계산하고, 조향 각속도 값에 비례하도록 설정되어 있으며 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되어 있는 제2 이득 보간 함수 값을 계산한 후 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 신호 처리부, 그리고 상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부를 포함한다.The controller of the electric power steering apparatus according to another embodiment of the present invention calculates the first gain interpolation function value set to be in inverse proportion to the steering torque value and is set to be proportional to the steering angular velocity value and increases as the vehicle speed increases A signal processing unit for calculating a set second gain interpolation function value and then multiplying the first and second gain interpolation function values to calculate a compensation torque value, and generating an assist torque value according to the compensation torque value, .

상기 신호 처리부는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하고 그렇지 않으면 상기 보상 토크 값의 출력을 제한할 수 있다.The signal processing unit may output the compensating torque value if the steering torque is equal to or greater than a reference steering torque predetermined or equal to or greater than a predetermined reference steering angle, and may otherwise restrict the output of the compensating torque value.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법은, 조향 토크에 따른 제1 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계, 조향 각속도 및 차속에 따른 제2 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계, 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 단계, 상기 조향 토크 및 조향 각에 따라 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 단계, 그리고 상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계를 포함한다.A method of controlling an electric steering apparatus according to another embodiment of the present invention includes calculating a first gain interpolation function value according to a steering torque, calculating a second gain interpolation function value according to a steering angular velocity and a vehicle speed, 1 and a second gain interpolation function value, limiting the output of the compensating torque value according to the steering torque and the steering angle, and generating an assist torque value according to the compensating torque value And driving the motor.

상기 제한 단계는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 상기 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The limiting step may include outputting the compensation torque value when the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or when the steering angle is equal to or greater than a predetermined reference steering angle.

상기 제1 보간 함수 값은 상기 조향 토크의 값에 반비례하도록 설정될 수 있다.The first interpolation function value may be set to be in inverse proportion to the value of the steering torque.

상기 제2 보간 함수 값은 상기 조향 각속도의 값에 비례하도록 설정되며 상기 차속 증가에 따라 증가하도록 설정될 수 있다.The second interpolation function value is set to be proportional to the value of the steering angular velocity and may be set to increase with the vehicle speed increase.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 방법은, 조향 토크 값에 반비례하도록 설정되어 있는 제1 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계, 조향 각속도 값에 비례하도록 설정되어 있으며 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되어 있는 제2 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계, 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계를 포함한다.A method of controlling an electric steering apparatus according to another embodiment of the present invention includes calculating a first gain interpolation function value that is set in inverse proportion to a steering torque value, Calculating a compensation torque value by multiplying the first and second gain interpolation function values, and generating an assist torque value according to the compensation torque value, .

상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하고 그렇지 않으면 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다.And outputting the compensated torque value if the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or the steering angle is greater than a predetermined reference steering angle, and otherwise limiting the output of the compensated torque value.

본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법에 의하면 타이어 복원 모멘트의 크기를 제어할 수 있으며 따라서 타이어 복원 모멘트에 의한 토크 오버슈트를 억제함으로써 주행 안정성을 개선할 수 있다.According to the control apparatus and method of the electric power steering apparatus according to the present invention, the magnitude of the tire restoring moment can be controlled, and thus the torque overshoot due to the tire restoring moment can be suppressed, thereby improving the driving stability.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 조향 토크에 대한 이득 보간 함수의 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시한 조향 각속도 및 차속에 대한 이득 보간 함수의 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직에서의 신호 파형을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직에서의 신호 파형을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직의 기준 조향각에 따른 댐핑 보상 토크를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing a control apparatus of an electric steering system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph of a gain interpolation function for the steering torque shown in FIG.
4 is a graph of a gain interpolation function for the steering angular velocity and the vehicle speed shown in FIG.
5 is a graph showing signal waveforms in the damping control logic according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing signal waveforms in a damping control logic according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a damping compensation torque according to a reference steering angle of a damping control logic according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a signal processing method of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a control apparatus of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 제어 장치(10)는 신호 처리부(300)와 제어부(400)를 포함하며, 전동식 조향 장치의 토크 센서(100), 조향 각 센서(200) 및 차속 센서(600)로부터 조향 토크 신호, 조향 각 신호 및 차속 신호를 각각 받아 적절한 신호 처리 및 제어를 통하여 전동식 조향 장치의 모터(500)를 구동한다.1, a control apparatus 10 of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention includes a signal processing unit 300 and a control unit 400, and includes a torque sensor 100 of an electric steering system, The steering torque signal, the steering angle signal, and the vehicle speed signal from the sensor 200 and the vehicle speed sensor 600, respectively, to drive the motor 500 of the electric steering system through appropriate signal processing and control.

토크 센서(100)는 운전자가 조향 휠(도시하지 않음)을 회전시킴에 따라 생성되는 조향 토크를 감지하여 조향 토크 신호를 제공한다.The torque sensor 100 senses the steering torque generated as the driver rotates the steering wheel (not shown) and provides the steering torque signal.

조향 각 센서(200)는 조향 휠의 회전에 따른 조향 각을 감지하여 조향 각 신호를 제공한다. 신호 처리부(300)는 조향 각 신호를 처리하여 조향 각속도 신호를 생성하여 사용할 수 있다. 이와 달리 전동식 조향 장치에서 조향 각 센서(200) 대신에 조향 각속도 센서가 구비되어 조향 각속도 신호가 제공될 수도 있다.The steering angle sensor 200 senses the steering angle according to the rotation of the steering wheel and provides the steering angle signal. The signal processing unit 300 may process the steering angle signal to generate and use the steering angle velocity signal. Alternatively, a steering angular velocity sensor may be provided instead of the steering angle sensor 200 in an electric steering system to provide a steering angular velocity signal.

차속 센서(600)는 차량의 속도를 측정하여 차속 신호를 제공하는 센서로서 리드 스위치 방식이나 홀 센서 방식 등을 가리지 않는다. 한편 차속 센서(600) 대신 변속기 제어 장치(TCU)와 같이 차속 신호를 처리할 수 있는 장치가 차속 신호를 제공할 수도 있으며, CAN 통신을 통하여 차량 시스템으로부터 제공받을 수도 있다.The vehicle speed sensor 600 is a sensor for measuring the speed of a vehicle and providing a vehicle speed signal, and it does not include a reed switch system or a hall sensor system. Instead of the vehicle speed sensor 600, a device capable of processing a vehicle speed signal such as a transmission control unit (TCU) may provide a vehicle speed signal, or may be provided from a vehicle system via CAN communication.

신호 처리부(300)는 조향 토크 신호, 조향 각 신호, 조향 각속도 신호 및 차속 신호를 이용하여 주행 안정성을 개선시키기 위한 신호 처리를 수행한다. 특히, 신호 처리부(300)는 타이어 복원 모멘트에 의한 토크 오버슈트를 적절히 제어할 수 있는 댐핑 보상 토크를 계산한다. 그리고 댐핑 보상 토크를 고려한 운전자 요구 토크를 계산하고 운전자 요구 토크 신호를 생성하여 제어부(400)에 제공한다.The signal processing unit 300 performs signal processing for improving driving stability by using a steering torque signal, a steering angle signal, a steering angular velocity signal, and a vehicle speed signal. In particular, the signal processing unit 300 calculates a damping compensation torque that can appropriately control the torque overshoot due to the tire restoring moment. Then, the driver's requested torque considering the damping compensation torque is calculated, and the driver's requested torque signal is generated and provided to the controller 400. [

제어부(400)는 신호 처리부(300)로부터의 운전자 요구 토크 신호를 이용하여 모터(500) 구동을 위한 보조 토크 신호를 생성하고, 모터(500)를 동작시키기 위한 알고리즘을 수행하며 전동식 조향 장치의 각종 드라이버를 제어한다.The control unit 400 generates an assist torque signal for driving the motor 500 using the driver's requested torque signal from the signal processing unit 300 and executes an algorithm for operating the motor 500, Control the driver.

모터(500)는 전동식 조향 장치의 기구부(도시하지 않음)에 보조 토크를 전달하여 운전자의 조향을 도와준다.The motor 500 transmits an auxiliary torque to a mechanical part (not shown) of the electric power steering device to assist the driver in steering.

그러면 전동식 조향 장치가 타이어 복원 모멘트에 의한 토크 오버슈트를 억제하여 주행 안정성을 개선시킬 수 있는 신호 처리부(300)에 대하여 도 2 내지 도 4를 참고하여 좀 더 상세하게 설명한다.A signal processing unit 300 capable of suppressing a torque overshoot due to a tire restoring moment and improving driving stability will now be described in more detail with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리부의 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시한 조향 토크에 대한 이득 보간 함수의 그래프이며, 도 4는 도 2에 도시한 조향 각속도 및 차속에 대한 이득 보간 함수의 그래프이다.2 is a block diagram of a signal processing unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a graph of a gain interpolation function for the steering torque shown in FIG. 2, FIG. 4 is a graph showing the steering angular velocity and the vehicle speed A graph of the gain interpolation function.

도 2를 참고하면, 신호 처리부(300)는 타이어 복원 모멘트를 제어할 수 있는 액티브 댐핑 제어 로직으로서, 제1 및 제2 이득 보간 함수 연산기(310, 320), 제1 및 제2 비교기(330, 340), OR 게이트(350), 그리고 제1 및 제2 곱셈기(360, 370)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the signal processing unit 300 is active damping control logic capable of controlling a tire restoring moment, and includes first and second gain interpolation function calculators 310 and 320, first and second comparators 330 and 330, 340, an OR gate 350, and first and second multipliers 360, 370.

제1 이득 보간 함수 연산기(310)는 조향 토크를 입력 받아 조향 토크에 따라 제1 이득 보간 함수 값을 계산한다. 제1 이득 보간 함수 값은 시험을 통하여 설정될 수 있다. 도 3은 예시적인 제1 이득 보간 보간 함수의 그래프로서, 제1 이득 보간 함수의 출력이 조향 토크의 크기에 반비례하도록 설정되어 있으며, 조향 토크가 작은 구간에서는 보간 함수의 출력이 크게 설정되어 있고 조향 토크가 큰 구간에서는 보간 함수의 출력이 작게 설정되어 있다. 이와 같이 설정하면 댐핑 보상 토크 값이 운전자의 요구 토크 값에 반대 방향으로 작용함에 따른 전체 보조 토크 값의 저하를 방지할 수 있다.The first gain interpolation function calculator 310 receives the steering torque and calculates a first gain interpolation function value according to the steering torque. The first gain interpolation function value can be set through testing. FIG. 3 is a graph of an exemplary first gain interpolation function, in which the output of the first gain interpolation function is set to be in inverse proportion to the magnitude of the steering torque, the output of the interpolation function is set to a large value in a section where the steering torque is small, The output of the interpolation function is set to be small in a section where the torque is large. With this setting, it is possible to prevent a decrease in the total assist torque value caused by the damping compensation torque value acting in the direction opposite to the driver's required torque value.

제2 이득 보간 함수 연산기(320)는 조향 각속도 및 차속을 입력 받아 이들에 따라 제2 이득 보간 함수 값을 계산한다. 제2 이득 보간 함수 값은 시험을 통하여 설정될 수 있다. 도 4는 예시적인 제2 이득 보간 보간 함수의 그래프로서, 조향 각속도에 비례하도록 보간 함수의 출력이 설정되어 있다. 즉 조향 각속도가 작은 구간에서는 보간 함수의 출력이 작게 설정되어 있고 조향 각속도가 큰 구간에서는 보간 함수의 출력이 크게 설정되어 있다. 또한 차속이 증가함에 따라 제2 이득 보간 함수 값이 증가하도록 설정된다.The second gain interpolation function calculator 320 receives the steering angular velocity and the vehicle speed and calculates a second gain interpolation function value according to the input. The second gain interpolation function value can be set through testing. FIG. 4 is a graph of an exemplary second gain interpolation interpolation function, in which the output of the interpolation function is set to be proportional to the steering angular velocity. That is, the output of the interpolation function is set to be small in the section where the steering angular velocity is small, and the output of the interpolation function is set to be large in the section in which the steering angular velocity is large. And the second gain interpolation function value is set to increase as the vehicle speed increases.

제1 비교기(330)는 조향 토크를 입력 받아 기준 조향 토크와 비교하고 조향 토크가 기준 조향 토크 이상이면 1을 그렇지 않으면 0을 출력한다. 기준 조향 토크는 미리 설정되어 있는 값이며 시험을 통하여 설정될 수 있다.The first comparator 330 compares the received steering torque with the reference steering torque, and outputs 1 if the steering torque is equal to or greater than the reference steering torque, and 0 otherwise. The reference steering torque is a preset value and can be set through testing.

제2 비교기(340)는 조향 각을 입력 받아 기준 조향 각과 비교하고 조향 각이 기준 조향 각 이상이면 1을 그렇지 않으면 0을 출력한다. 기준 조향 각은 미리 설정되어 있는 값이며 시험을 통하여 설정될 수 있다.The second comparator 340 receives the steering angle, compares the received steering angle with the reference steering angle, and outputs 1 if the steering angle is greater than or equal to the reference steering angle and 0 otherwise. The reference steering angle is a preset value and can be set through testing.

OR 게이트(350)는 제1 및 제2 비교기(330, 340)의 값을 입력 받아 두 값이 0이면 0을 출력하고 그렇지 않으면 1을 출력한다.The OR gate 350 receives the values of the first and second comparators 330 and 340, outputs 0 if the two values are 0, and outputs 1 if the two values are 0.

제1 곱셈기(360)는 제2 이득 보간 함수 연산기(320)의 출력 값과 OR 게이트(350)의 출력 값을 곱하고, 제2 곱셈기(370)는 제1 이득 보간 함수 연산기(310)의 출력 값과 제1 곱셈기(360)의 출력 값을 곱하여 댐핑 보상 토크 값을 출력한다.The first multiplier 360 multiplies the output value of the second gain interpolation function operator 320 by the output value of the OR gate 350 and the second multiplier 370 multiplies the output value of the first gain interpolation function operator 310 Multiplied by the output value of the first multiplier 360 and outputs a damping compensation torque value.

제1 및 제2 비교기(330, 340)와 OR 게이트(350)에 의하면 제1 곱셈기(360)의 출력 값을 제한함으로써 최종 댐핑 보상 토크의 출력을 온-오프시킬 수 있다. 즉 조향 각이 기준 조향 각 이상이거나 조향 토크가 기준 조향 토크 이상이면 댐핑 보상 토크를 출력하고, 조향 각이 기준 조향 각 미만이고 조향 토크가 기준 조향 토크 미만이면 댐핑 보상 토크를 출력하지 않는다. 결국 기준 조향 토크와 기준 조향 각을 적절히 설정함으로써 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있게 된다.According to the first and second comparators 330 and 340 and the OR gate 350, the output of the first multiplier 360 can be limited to turn on and off the output of the final damping compensation torque. The damping compensation torque is output when the steering angle is equal to or greater than the reference steering angle or the steering torque is equal to or greater than the reference steering torque and the damping compensation torque is not output when the steering angle is less than the reference steering angle and the steering torque is less than the reference steering torque. As a result, the output range of the damping compensation torque can be adjusted by appropriately setting the reference steering torque and the reference steering angle.

지금까지 신호 처리부(300)가 제1 및 제2 이득 보간 함수 연산기(310, 320), 제1 및 제2 비교기(330, 340), OR 게이트(350), 그리고 제1 및 제2 곱셈기(360, 370)를 포함하는 것으로 하여 설명하였으나 필요에 따라 각 구성 요소가 생략되거나 연결 관계가 달라질 수도 있다. 예를 들어, 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있는 제1 및 제2 비교기(330, 340), OR 게이트(350), 그리고 제1 곱셈기(360)가 생략될 수 있다. 또는 OR 게이트(350)의 출력이 제2 곱셈기(370)로 입력되고 제2 곱셈기(370)의 출력이 제1 곱셈기(360)로 입력되는 것으로 로직을 구현할 수도 있으며, 그러면 제1 곱셈기(360)의 출력이 댐핑 보상 토크가 된다.The signal processing unit 300 includes first and second gain interpolation function calculators 310 and 320, first and second comparators 330 and 340, an OR gate 350, and first and second multipliers 360 , 370). However, each component may be omitted or the connection relationship may be changed as necessary. For example, the first and second comparators 330 and 340, the OR gate 350, and the first multiplier 360, which can adjust the output range of the damping compensation torque, may be omitted. Or the OR gate 350 may be implemented as logic by which the output of the second multiplier 370 is input to the first multiplier 360 and the output of the second multiplier 370 is input to the first multiplier 360, Is the damping compensation torque.

그러면 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직에서 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있다는 것에 대하여 설명한다.5 to 7, the output range of the damping compensation torque can be adjusted in the damping control logic according to the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직에서 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있는 기능이 생략된 경우의 신호 파형을 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직에서 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있는 기능이 포함되어 있는 경우의 신호 파형을 도시한 그래프이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 댐핑 제어 로직의 기준 조향각에 따른 댐핑 보상 토크를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing signal waveforms when the function of adjusting the output range of the damping compensation torque in the damping control logic according to the embodiment of the present invention is omitted. FIG. 6 is a graph showing the damping control torque of the damping control logic according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing a signal waveform when the function of adjusting the output range of the damping compensation torque in the logic is included. FIG. 7 is a graph showing the damping compensation torque according to the reference steering angle of the damping control logic according to the embodiment of the present invention. It is a graph.

도 6에 도시한 바와 같이 조향 각과 조향 토크가 각각 기준 조향 각과 기준 조향 토크 미만이면 댐핑 보상 토크의 출력을 제한함으로써 타이어 복원 모멘트의 크기를 제어할 수 있다. 즉 도 7에 도시한 바와 같이 기준 조향각이 20도, 30도, 40도로 설정됨에 따라 댐핑 보상 토크의 출력 범위가 변경되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 댐핑 보상 토크의 출력 범위를 조절할 수 있다는 것은 타이어 복원 모멘트의 크기를 제어할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 조향 각과 조향 토크가 작은 구간에서 댐핑 보상 토크가 과도한 경우에 발생되는 타이어 복원 모멘트에 의한 토크 오버슈트를 억제할 수 있으며, 주행 안정성을 개선할 수 있다.As shown in FIG. 6, when the steering angle and the steering torque are less than the reference steering angle and the reference steering torque, respectively, the output of the damping compensation torque is limited to control the magnitude of the tire restoration moment. That is, as shown in FIG. 7, it can be seen that the output range of the damping compensation torque is changed as the reference steering angle is set to 20 degrees, 30 degrees, and 40 degrees. The ability to adjust the output range of this damping compensation torque means that the magnitude of the tire restoring moment can be controlled. Therefore, the torque overshoot due to the tire restoring moment generated when the damping compensation torque is excessive in a section where the steering angle and the steering torque are small can be suppressed, and the running stability can be improved.

본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부의 신호 처리 방법에 대하여 도 8을 참고하여 설명한다. 다만 앞선 실시예의 전동식 조향 장치의 제어 장치(10)에서 설명한 내용과 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.A signal processing method of a signal processing unit of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as those described in the control device 10 of the electric steering system of the foregoing embodiment will be omitted.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a signal processing method of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 신호 처리부(300)는 토크 센서(100)로부터의 조향 토크 신호를 이용하여 제1 이득 보간 함수 값을 계산 한다(S110).First, the signal processing unit 300 of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention calculates a first gain interpolation function value using the steering torque signal from the torque sensor 100 (S110).

신호 처리부(300)는 조향 각센서(200)로부터의 조향 각 신호를 처리하여 조향 각속도를 계산하고, 조향 각속도 및 차속 센서(600)로부터의 차속 신호를 이용하여 제2 이득 보간 함수 값을 계산한다(S120).The signal processing unit 300 calculates the steering angular velocity by processing the steering angle signal from the steering angle sensor 200 and calculates the second gain interpolation function value using the steering angular velocity and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 600 (S120).

신호 처리부(300)는 입력된 조향 토크와 기준 조향 토크를 비교하고 입력된 조향 각과 기준 조향 각을 비교한다(S130).The signal processing unit 300 compares the input steering torque with the reference steering torque and compares the input steering angle with the reference steering angle (S130).

비교 결과 조향 토크가 기준 조향 토크 이상이거나 조향 각이 기준 조향 각 이상이면 제1 이득 보간 함수 값과 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 댐핑 보상 토크 값을 계산한다(S140).If the steering torque is equal to or greater than the reference steering torque or the steering angle is equal to or greater than the reference steering angle, the damping compensation torque value is calculated by multiplying the first gain interpolation function value by the second gain interpolation function value (S140).

이와 같이 본 발명의 전동 조향 장치의 제어 장치 및 방법에 의하면 댐핑 제어 로직을 적용함으로써 타이어 복원 모멘트의 크기를 제어할 수 있으며, 따라서 주행 안정성을 개선할 수 있다.As described above, according to the control apparatus and method of the electric power steering apparatus of the present invention, the magnitude of the tire restoring moment can be controlled by applying the damping control logic, thereby improving the driving stability.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

10: 전동식 조향 장치의 제어 장치
100: 토크 센서
200: 조향각 센서
300: 신호 처리부
310, 320: 이득 보간 함수 연산기
330, 340: 비교기
350: OR 게이트
360, 370: 곱셈기
400: 제어부
500: 모터
600: 차속 센서10: Control device of electric steering system
100: Torque sensor
200: Steering angle sensor
300: Signal processor
310, 320: Gain interpolation function operator
330, 340: comparator
350: OR gate
360, 370: multiplier
400:
500: motor
600: vehicle speed sensor

Claims (13)

조향 토크에 따른 제1 이득 보간 함수 값을 계산하고, 조향 각속도 및 차속에 따른 제2 이득 보간 함수 값을 계산한 후 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하며, 상기 조향 토크 및 조향 각에 따라 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 신호 처리부, 그리고
상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부
를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.Calculating a first gain interpolation function value according to the steering torque, calculating a second gain interpolation function value according to the steering angular speed and the vehicle speed, and then multiplying the first and second gain interpolation function values to calculate a compensation torque value, A signal processor for limiting the output of the compensation torque value according to the steering torque and the steering angle, and
And a control unit for generating an assist torque value according to the compensation torque value and driving the motor
And a controller for controlling the electric motor. 제1항에서,
상기 신호 처리부는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 상기 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the signal processing unit outputs the compensation torque value when the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or when the steering angle is equal to or greater than a predetermined reference steering angle. 제1항에서,
상기 신호 처리부는 상기 조향 토크와 미리 정해져 있는 기준 조향 토크를 비교하는 제1 비교기, 상기 조향 각과 미리 정해져 있는 기준 조향 각을 비교하는 제2 비교기, 그리고 상기 제1 및 제2 비교기의 출력을 입력으로 하는 OR 게이트를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the signal processing unit includes a first comparator for comparing the steering torque with a predetermined reference steering torque, a second comparator for comparing the steering angle with a predetermined reference steering angle, and an output of the first and second comparators as inputs And an OR gate for controlling the steering of the electric steering system. 제1항에서,
상기 제1 보간 함수 값은 상기 조향 토크의 값에 반비례하도록 설정되는 전동식 조향 장치의 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the first interpolation function value is set to be in inverse proportion to the value of the steering torque. 제1항에서,
상기 제2 보간 함수 값은 상기 조향 각속도의 값에 비례하도록 설정되며 상기 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되는 전동식 조향 장치의 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the second interpolation function value is set to be proportional to the value of the steering angular velocity and is set to increase as the vehicle speed increases. 조향 토크 값에 반비례하도록 설정되어 있는 제1 이득 보간 함수 값을 계산하고, 조향 각속도 값에 비례하도록 설정되어 있으며 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되어 있는 제2 이득 보간 함수 값을 계산한 후 상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 신호 처리부, 그리고
상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 제어부
를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.Calculating a first gain interpolation function value that is set in inverse proportion to a steering torque value and calculating a second gain interpolation function value that is set to be proportional to the steering angular velocity value and set to increase as the vehicle speed increases, And a second gain interpolation function to calculate a compensation torque value, and
And a control unit for generating an assist torque value according to the compensation torque value and driving the motor
And a controller for controlling the electric motor. 제6항에서,
상기 신호 처리부는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하고 그렇지 않으면 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 전동식 조향 장치의 제어 장치.The method of claim 6,
Wherein the signal processing unit outputs the compensated torque value if the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque that is determined in advance or is greater than or equal to a predetermined reference steering angle, Device. 조향 토크에 따른 제1 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계,
조향 각속도 및 차속에 따른 제2 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계,
상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 단계,
상기 조향 토크 및 조향 각에 따라 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 단계, 그리고
상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계
를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.Calculating a first gain interpolation function value according to the steering torque,
Calculating a second gain interpolation function value according to a steering angular velocity and a vehicle speed,
Calculating a compensation torque value by multiplying the first and second gain interpolation function values,
Limiting the output of the compensation torque value according to the steering torque and the steering angle, and
Generating an assist torque value according to the compensation torque value and driving the motor
And a control unit for controlling the electric motor. 제8항에서,
상기 제한 단계는 상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 상기 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하는 단계를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the limiting step includes the step of outputting the compensation torque value when the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or when the steering angle is equal to or greater than a predetermined reference steering angle. 제8항에서,
상기 제1 보간 함수 값은 상기 조향 토크의 값에 반비례하도록 설정되는 전동식 조향 장치의 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the first interpolation function value is set to be in inverse proportion to the value of the steering torque. 제8항에서,
상기 제2 보간 함수 값은 상기 조향 각속도의 값에 비례하도록 설정되며 상기 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되는 전동식 조향 장치의 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the second interpolation function value is set to be proportional to the value of the steering angular velocity and is set to increase as the vehicle speed increases. 조향 토크 값에 반비례하도록 설정되어 있는 제1 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계,
조향 각속도 값에 비례하도록 설정되어 있으며 차속 증가에 따라 증가하도록 설정되어 있는 제2 이득 보간 함수 값을 계산하는 단계,
상기 제1 및 제2 이득 보간 함수 값을 곱하여 보상 토크 값을 계산하는 단계, 그리고
상기 보상 토크 값에 따른 보조 토크 값을 생성하여 모터를 구동하는 단계
를 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.Calculating a first gain interpolation function value that is set in inverse proportion to the steering torque value,
Calculating a second gain interpolation function value that is set to be proportional to the steering angular velocity value and is set to increase as the vehicle speed increases,
Calculating a compensation torque value by multiplying the first and second gain interpolation function values, and
Generating an assist torque value according to the compensation torque value and driving the motor
And a control unit for controlling the electric motor. 제12항에서,
상기 조향 토크가 미리 정해져 있는 기준 조향 토크 이상이거나 조향 각이 미리 정해져 있는 기준 조향 각 이상이면 상기 보상 토크 값을 출력하고 그렇지 않으면 상기 보상 토크 값의 출력을 제한하는 단계를 더 포함하는 전동식 조향 장치의 제어 방법.The method of claim 12,
Further comprising the step of outputting the compensating torque value if the steering torque is equal to or greater than a predetermined reference steering torque or the steering angle is equal to or greater than a predetermined reference steering angle and otherwise limiting the output of the compensating torque value Control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20230166787A1 (en) * 2021-11-23 2023-06-01 Hyundai Motor Company Method for controlling torque offset compensation in steering system

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