KR20150077988A - Control device for MDPS and control method for MDPS using of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운전자가 조향휠을 조작하는 운전자 입력토크와 함께 조향휠의 회전관성에 의해 발생하는 조향휠 관성토크를 고려하여 실제 MDPS로 입력되는 토크를 구하여 MDPS를 제어하는 MDPS를 제어하는 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 MDPS 제어장치는, 조향휠(21)에 연결된 컬럼(22)에 설치된 토션바(23)의 비틀림각과 상기 토션바(23)의 비틀림상수(k)의 곱으로 운전자 입력토크(Td)를 계산하는 운전자 입력토크 계산부(11)와, 회전하는 상기 조향휠의 질량관성모멘트와 상기 조향휠(21)의 각가속도의 곱으로 조향휠의 회전관성에 의한 조향휠 관성토크(TSW)를 계산하는 조향휠 관성토크 계산부(12)와, 상기 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 합하여 MDPS로 실제 입력되는 토크인 MDPS 입력토크(Tin)를 구하는 MDPS 입력토크 계산부(13)와, 상기 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하는 상기 MDPS에서 출력되는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산하는 MDPS 출력토크 계산부(14)를 포함하고, 이를 이용하여 MDPS를 제어한다.The present invention relates to an MDPS control device for controlling an MDPS for controlling an MDPS by obtaining a torque input to an actual MDPS in consideration of a driver input torque for operating a steering wheel and a steering wheel inertial torque generated by a steering inertia of the steering wheel, And an MDPS control method using the same.
The MDPS controller according to the present invention calculates the driver input torque T (k) by the product of the twist angle of the torsion bar 23 provided on the column 22 connected to the steering wheel 21 and the twist constant k of the torsion bar 23 d) the calculated driver's input torque calculating section 11, a steering wheel by the steering wheel rotational mass moment of inertia and as the product of the angular acceleration of the steering wheel 21 in the rotational inertia of the steering wheel inertia torque (T SW And an MDPS input torque T in which is a torque actually input to the MDPS by adding the driver input torque T d and the steering wheel inertial torque T SW to the steering wheel inertia torque calculation unit 12, and obtaining MDPS input torque computing section 13, the MDPS and input torque comprises a MDPS output torque calculating unit 14 for calculating the MDPS output torque (T out) output from the MDPS proportional to (T in), it To control the MDPS.
Description
본 발명은 차량의 MDPS에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 조향휠을 조작하는 운전자 입력토크와 함께 조향휠의 회전관성에 의해 발생하는 조향휠 관성토크를 고려하여 MDPS로 실제 입력되는 토크를 이용하여 MDPS를 제어하는 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an MDPS of a vehicle, and more particularly, to an MDPS of a vehicle, and more particularly, to an MDPS of a vehicle, which uses a torque actually input to the MDPS in consideration of a steering input torque at which a driver manipulates the steering wheel and a steering wheel inertial torque And an MDPS control method using the same.
차량에는 운전자의 조타조작을 어시스트할 수 있는 전동식 조향장치가 적용되고 있고, 특히 최근에는 모터를 이용하여 운전자의 조타력을 어시스트하는 MDPS(Motor Driven Power Steering System)가 많이 적용되고 있다.In recent years, a motor driven power steering system (MDPS), which assists a driver's assist force by using a motor, has been widely applied.
상기 MDPS중에서, 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바에 토크센서를 설치하고, 모터를 이용하여 운전자의 조타력에 비례하는 어시스트 토크를 발생시켜 운전자의 조타력을 어시스트하게 된다.In the MDPS, a torque sensor is installed in a torsion bar provided on a column connected to a steering wheel, and an assist torque proportional to a driving force of a driver is generated by using a motor, thereby assisting a driving force of a driver.
이러한 MDPS는 운전자가 조향휠을 조작함에 따라 발생시키는 운전자 입력토크를 계산한 후, 상기 운전자 입력토크에 비례하는 어시스트 토크를 발생시킨다. 여기서, 상기 운전자 입력토크는 상기 MDPS에 설치되는 토션바의 비틀림각과 상기 토션바의 비틀림 상수의 곱으로 나타낼 수 있고(운전자 입력토크 = 토션바 비틀림각 × 토션바 비틀림 상수), 상기 모터에 의해 발생되는 어시스트 토크, 즉 MDPS에서 출력되어야 하는 토크는 MDPS로 입력되는 입력토크에 비례하여 상기 모터에서 발생된다.The MDPS calculates an operator input torque generated as the driver operates the steering wheel, and then generates an assist torque proportional to the driver input torque. Here, the driver input torque can be expressed as a product of a twist angle of a torsion bar installed on the MDPS and a twist constant of the torsion bar (driver input torque = torsion bar twist angle x torsion bar torsion constant) The torque to be outputted from the MDPS is generated in the motor in proportion to the input torque input to the MDPS.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따르면, 조타시 상기 MDPS로 입력되는 토크가 상기 MDPS가 인식하는 운전자 입력토크보다 커서, 운전자가 조타시 이질감을 느끼게 된다. 즉, 운전자가 조향휠을 조작하면, 운전자가 입력한 토크뿐만 아니라, 회전하는 조향휠의 회전관성에 의해 발생되는 토크도 작용하는데, 이를 고려하지 않으므로, MDPS의 제어에 있어서 부정확하게 제어되었다.However, according to the related art as described above, the torque inputted to the MDPS at the time of steering is larger than the driver input torque recognized by the MDPS, and the driver feels a sense of heterogeneity at the time of steering. That is, when the driver manipulates the steering wheel, not only the torque input by the driver but also the torque generated by the rotational inertia of the rotating steering wheel acts, which is not taken into account and is thus incorrectly controlled in the control of the MDPS.
즉, 종래의 MDPS 제어에서는 운전자 입력토크만을 고려하여 MDPS를 제어하기 하기 때문에, 운전자가 조향휠을 빠르게 조타하면, 차속에 따른 조향휠의 무게감이 갑자기 변화되고, 이는 운전자가 조타시 이질감으로 느끼게 되는 문제점이 있다.
That is, in the conventional MDPS control, since the MDPS is controlled by considering only the driver input torque, if the driver steers the steering wheel rapidly, the weight of the steering wheel suddenly changes according to the vehicle speed, There is a problem.
한편, 하기의 선행기술문헌은 '차량의 조타력 선택장치 및 방법'에 관한 것으로서, 운전자가 조향장치의 조타력 모드를 선택하여 원하는 조타감을 느낄 수 있도록 하는 기술에 대하여 개시되어있다.
The following prior art document relates to an apparatus and method for selecting a steering force of a vehicle, and discloses a technique for allowing a driver to select a steering force mode of a steering apparatus to feel a desired steering feeling.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, MDPS에서 운전자가 조향휠의 조작시, 운전자에 의해 입력되는 토크와 더불어 조향휠의 관성모멘트를 고려한 토크를 반영하여 제어하여 실제 MDPS에 입력되는 토크를 기반으로 함으로써, 운전자가 빠르게 조타을 하더라도 차속에 따른 조향휠의 무게감이 변하지 않도록 하는 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a steering angle control system, So that the weight of the steering wheel is not changed according to the vehicle speed even when the driver steers at a high speed, and an MDPS control method using the MDPS control device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MDPS 제어장치는, 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바의 비틀림각과 상기 토션바의 비틀림상수의 곱으로 운전자 입력토크를 계산하는 운전자 입력토크 계산부와, 회전하는 상기 조향휠의 질량관성모멘트와 상기 조향휠의 각가속도의 곱으로 조향휠의 회전관성에 의한 조향휠 관성토크를 계산하는 조향휠 관성토크 계산부와, 상기 운전자 입력토크와 상기 조향휠 관성토크를 합하여 MDPS로 실제 입력되는 토크인 MDPS 입력토크를 구하는 MDPS 입력토크 계산부와, 상기 MDPS 입력토크에 비례하는 상기 MDPS에서 출력되는 MDPS 출력토크를 계산하는 MDPS 출력토크 계산부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an MDPS control apparatus including a driver input torque calculation unit calculating a driver input torque by a product of a twist angle of a torsion bar installed on a column connected to a steering wheel and a torsional constant of the torsion bar, A steering wheel inertial torque calculation unit for calculating a steering wheel inertial torque by a rotational inertia of the steering wheel as a product of a mass inertial moment of the steering wheel rotating and an angular acceleration of the steering wheel; An MDPS input torque calculation unit for calculating an MDPS input torque that is a torque actually input to the MDPS by adding the torque to the MDPS input torque and an MDPS output torque calculation unit for calculating an MDPS output torque output from the MDPS proportional to the MDPS input torque.
상기 운전자 입력토크 계산부는, 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바의 토크센서로부터 측정된 비틀림각을 입력받는 것을 특징으로 한다.The driver input torque calculation unit receives a twist angle measured from a torque sensor of a torsion bar installed on a column connected to a steering wheel.
상기 비틀림각은 조향휠의 회전각과 상기 컬럼의 회전각의 차이인 것을 특징으로 한다.Wherein the twist angle is a difference between a rotation angle of the steering wheel and a rotation angle of the column.
상기 조향휠 관성토크 계산부는 조향휠에 설치된 조향각센서로부터 입력된 조향각으로부터 상기 조향휠의 각가속도를 계산하는 것을 특징으로 한다.Wherein the steering wheel inertial torque calculation unit calculates the angular acceleration of the steering wheel from the steering angle inputted from the steering angle sensor provided on the steering wheel.
한편, 본 발명에 따른 MDPS 제어방법은, 운전자가 조향휠을 회전시키면, 상기 조향휠을 조작하기 위해 상기 운전자가 상기 조향휠을 조작하는데 사용되는 운전자 입력토크를 계산하는 운전자 입력토크 계산단계와, 조향휠의 조작이 조작되면, 상기 조향휠의 회전에 의해 발생되는 조향휠 관성토크를 계산하는 조향휠 관성토크 계산단계와, 상기 운전자 입력토크와 상기 조향휠 관성토크를 합하여, 실제 MDPS로 입력되는 토크인 MDPS 입력토크를 구하는 MDPS 입력토크 계산단계와, 상기 MDPS 입력토크에 정해진 상수를 곱하여 상기 MDPS 입력토크에 비례하는 MDPS 출력토크를 계산하는 MDPS 출력토크 계산단계를 포함한다.Meanwhile, the MDPS control method according to the present invention includes: a driver input torque calculation step of calculating a driver input torque used by the driver to operate the steering wheel to operate the steering wheel when the driver rotates the steering wheel; A steering wheel inertial torque calculation step of calculating a steering wheel inertial torque generated by the rotation of the steering wheel when the operation of the steering wheel is operated; And an MDPS output torque calculating step of calculating an MDPS output torque proportional to the MDPS input torque by multiplying the MDPS input torque by a constant determined by the MDPS input torque calculating step.
상기 운전자 입력토크 계산단계에서는 상기 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바의 비틀림각과 상기 토션바의 비틀림상수의 곱으로 운전자 입력토크를 계산하는 것을 특징으로 한다.Wherein the driver input torque calculation step calculates the driver input torque by multiplying the twist angle of the torsion bar provided on the column connected to the steering wheel by the torsional constant of the torsion bar.
상기 비틀림각은 조향휠의 회전각과 상기 컬럼의 회전각의 차이인 것을 특징으로Wherein the twist angle is a difference between a rotation angle of the steering wheel and a rotation angle of the column
상기 조향휠 관성토크 계산단계에서는 상기 조향휠에 설치된 조향각센서로부터 구해진 각가속도와 상기 조향휠의 회전관성모멘트의 곱으로 조향휠 관성토크를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the steering wheel inertial torque calculating step calculates the steering wheel inertial torque by multiplying the angular acceleration obtained from the steering angle sensor provided on the steering wheel by the rotational inertia moment of the steering wheel.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법에 따르면, 운전자가 MDPS의 조작시 운전자가 조향휠을 조작하여 입력되는 운전자 입력토크와 모터와 조향휠의 관성모멘트에 의해 발생하는 토크를 고려하여, 실제 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크를 이용하여 MDPS를 제어함으로써, 운전자가 빠르게 조향휠을 조작하더라도, 갑자기 조향휠의 무게감이 변하지 않게 되므로, 운전자는 조향휠의 회전속도와 상관없이 일정한 무게감을 느끼게 된다.
According to the MDPS control apparatus and the MDPS control method using the MDPS controller according to the present invention, when the driver manipulates the MDPS, the driver inputs the driver's input torque and the moment of inertia of the motor and the steering wheel The MDPS is controlled using the MDPS input torque input to the actual MDPS in consideration of the generated torque so that the driver does not suddenly change the weight of the steering wheel even if the driver operates the steering wheel rapidly. Regardless of whether you feel a certain weight.
도 1은 MDPS 시스템의 간략도.
도 2는 본 발명에 따른 MDPS 제어장치를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 MDPS 제어방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명에 따라 계산된 MDPS 출력토크를 도시한 그래프.1 is a simplified view of an MDPS system;
2 is a block diagram illustrating an MDPS controller according to the present invention;
3 is a flow chart illustrating an MDPS control method in accordance with the present invention.
4 is a graph showing MDPS output torque calculated in accordance with the present invention;
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 MDPS 제어장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, an MDPS controller according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 MDPS 제어장치는, 조향휠(21)에 연결된 컬럼(22)에 설치된 토션바(23)의 비틀림각과 상기 토션바(23)의 비틀림상수(k)의 곱으로 운전자 입력토크(Td)를 계산하는 운전자 입력토크 계산부(11)와, 회전하는 상기 조향휠의 질량관성모멘트와 상기 조향휠(21)의 각가속도의 곱으로 조향휠의 관성에 의한 조향휠 관성토크(TSW)를 계산하는 조향휠 관성토크 계산부(12)와, 상기 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 합하여 실제 MDPS에 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)를 구하는 MDPS 입력토크 계산부(13)와, 상기 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하는 상기 MDPS(20)에서 출력되는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산하는 MDPS 출력토크 계산부(14)를 포함한다.The MDPS controller according to the present invention calculates the driver input torque T (k) by the product of the twist angle of the
운전자 입력토크 계산부(11)는 조향휠(21)에 연결된 컬럼(22)에 설치된 토크센서(24)로 토션바(23)의 비틀림각을 측정하여 운전자로부터 조향휠(21)로 입력되는 토크, 즉 운전자 입력토크(Td)를 계산한다. 상기 조향휠(21)은 컬럼(22)에 연결되어 있고, 상기 컬럼(22)에는 운전자가 조향휠(21)을 조작하면 비틀어지는 토션바(23)가 설치되어 있다. 상기 조향휠(21)이 회전하여 상기 토션바(23)과 비틀어지면, 상기 토션바(23)의 비를림각을 이용하여 상기 운전자로부터 상기 조향휠(21)에 입력되는 운전자 토크(Td)를 구한다. 즉, 상기 토션바(23)의 비틀림각과 상기 토션바(23)의 비틀림 상수(k)를 곱하여 구한 운전자 입력토크(Td)는 다음과 같다.The driver's input
여기서, 상기 비틀림각은 조향휠(21)과 컬럼(22)의 상대적인 비틀림이므로, 조향휠의 회전각과 컬럼의 회전각의 차이로 나타난다.Here, since the twist angle is a relative twist between the
조향휠 관성토크 계산부(12)는 질량을 가진 채로 운전자의 조작에 의해 회전하는 상기 조향휠(21)의 관성모멘트에 의해 발생되는 토크, 즉 조향휠 관성토크(TSW)를 계산한다. 이를 위해, 상기 조향휠 관성토크 계산부(12)는 상기 조향휠(21)의 치수와 질량에 의해 구해지는 질량관성모멘트(J)를 상기 조향휠의 회전각가속도의 곱으로부터 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 구한다(). 여기서, 조향휠(21)의 회전각속도는 조향휠에 설치된 조향각센서(25)로부터 구해지는데, 상기 조향각센서(25)로부터 구해진 조향각을 시간에 대해 미분하여 계산될 수 있다.The steering wheel inertial
MDPS 입력토크 계산부(13)는 운전자가 상기 조향휠(21)을 회전시킬 때 입력하는 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠(21)의 질량관성모멘트(J)에 의해 발생하는 조향휠 관성토크(TSW)를 더하여, 실질적으로 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)를 구한다. MDPS는 입력되는 토크에 비례하는 MDPS 출력토크(Tout)를 발휘하여 운전자의 조타력을 보조하는데, 종래기술에서는 상기 MDPS(20)로 입력되는 토크를 운전자의 조타에 의한 토크만을 MDPS로 입력되는 토크로 사용하여, 질량을 갖는 조향휠(21)이 회전함으로써 발생되는 토크는 고려하지 않아, 빠른 조타시 이질감을 느끼는 문제점이 있었다. The MDPS input
여기서, 상기의 문제점을 해결하기 위해, 조향휠(21)의 회전관성까지 고려하여 구한 MDPS로 입력되는 입력토크(Tin)는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.In order to solve the above problem, the input torque T in input to the MDPS obtained by taking into consideration the rotational inertia of the
만약 운전자가 조향휠(21)을 천천히 돌리는 경우에는 조향휠의 관성토크(TSW) 성분이 미미하여 운전자가 조향휠을 조타하는 운전자 입력토크(Td)와 상기 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)가 큰 차이가 없으나, 운전자가 조향휠을 빠르게 돌리는 경우에는 상기 조향휠(21)의 각가속도가 커지게 되므로 조향휠(21)의 회전에 의한 조향휠 관성토크(TSW)의 성분을 무시할 수 없게 된다.If the driver slowly turns the
따라서, 상기 MDPS 입력토크 계산부(13)에서는 상기 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 합하여, 실제 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)을 구한다.Therefore, the MDPS input
MDPS 출력토크 계산부(14)는 상기 MDPS 입력토크 계산부(13)에서 구해진 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하는 MDPS 출력토크(Tout)을 계산한다. ECU에는 차량의 속도, MDPS 입력토크(Tin) 등의 조건에 따라 MDPS를 제어하기 위해 출력되는 토크가 맵, 수식 등의 형태로 저장되어 있는데, 상기 MDPS 출력토크 계산부(14)는 차속, MDPS 입력토크(Tin)에 따라 상기 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산한다.The MDPS output
상기 MDPS 출력토크 계산부(14)에서 MDPS 출력토크(Tout)가 계산되면, 이를 MDPS로 출력하여, 상기 MDPS 출력토크(Tout)가 발휘되도록 MDPS는 제어된다.
When the MDPS output torque T out is calculated by the MDPS output
이하에서는 본 발명에 따른 MDPS 제어방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an MDPS control method according to the present invention will be described.
본발명에 따른 MDPS 제어방법은, 운전자가 조향휠을 회전시키면, 상기 조향휠(21)을 조작하기 위해 상기 운전자가 상기 조향휠(21)을 조작하는데 사용되는 운전자 입력토크(Td)를 계산하는 운전자 입력토크 계산단계(S110)와, 조향휠의 조작이 조작되면, 상기 조향휠(21)의 회전에 의해 발생되는 조향휠 관성토크(TSW)를 계산하는 조향휠 관성토크 계산단계(S120)와, 상기 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 합하여, 실제 MDPS로 입력되는 토크인 MDPS 입력토크(Tin)를 구하는 MDPS 입력토크 계산단계(S130)와, 상기 MDPS 입력토크(Tin)에 정해진 상수를 곱하여 상기 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산하는 MDPS 출력토크 계산단계(S140)를 포함한다.The MDPS control method according to the present invention calculates the driver input torque T d used by the driver to operate the
운전자 입력토크 계산단계(S110)는 운전자가 조향을 위해 조향휠(21)을 조타하면, 상기 운전자가 상기 조향휠(21)을 조작하기 위해 상기 조향휠(21)로 입력하는 운전자 입력토크(Td)를 계산한다. 상기 운전자 입력토크 계산단계(S110)에서는 상기 조향휠(21)에 연결된 컬럼(22)에 설치된 토션바(23)의 비틀림각을 이용하여 계산한다. 즉 상기 토션바(23)의 비틀림각과 상기 토션바의 비틀림상수를 곱함으로써, 상기 조향휠(21)로 입력되는 운전자 입력토크(Td)를 계산한다.When the driver steers the
조향휠 관성토크 계산단계(S120)는 운전자가 조향을 위해 조향휠(21)을 회전시키면, 질량을 갖는 조향휠(21)이 회전하면서 관성모멘트를 발생시키고, 이는 상기 컬럼(22)을 통하여 MDPS에 토크로 작용하게 된다. 종래기술에서는 상기 조향휠(21)의 회전에 의해 발생하는 조향휠 관성토크(TSW)를 고려하지 않았으나, 본 발명에서는 상기 조향휠(21)이 회전함에 따라 발생하는 조향휠 관성토크(TSW)를 고려함으로써, 더욱 정밀하게 MDPS를 제어하게 된다. 상기 조향휠은 정해진 치수를 갖는 질량체이므로, 회전에 의해 관성모멘트가 발생하고, 상기 조향휠(21)의 각가속도()와 곱해진 성분이 상기 MDPS로 입력되는 조향휠 관성토크(TSW)가 된다.Steering Wheel Inertia Torque Calculation Step S120 causes the
MDPS 입력토크 계산단계(S130)는 상기 운전자 입력토크 계산단계(S110)에 구한 운전자 입력토크(Td)와, 상기 조향휠 관성토크 계산단계(S120)에서 구해진 조향휠 관성토크(TSW)의 합하여, MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)를 계산한다.The MDPS input torque calculation step S130 is a step of calculating an MDPS input torque of the steering wheel based on the driver input torque T d calculated in the driver input torque calculation step S110 and the steering wheel inertial torque T SW calculated in the steering wheel inertial torque calculation step S120 In sum, the MDPS input torque (T in ) input to the MDPS is calculated.
특히, 상기 MDPS 입력토크(Tin) 중에서, 조향휠 관성토크(TSW)는 조향휠이 천천히 조작되는 경우에는 조향휠의 각가속도에 의한 성분이 적지만, 운전자 상기 조향휠을 빠르게 조작하는 조작하는 경우에는 상기 조향휠 관성토크(TSW) 성분이 커지게 되므로, 상기 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)가 달라지게 된다. 따라서, 상기 MDPS 입력토크 계산단계(S130)에서는 실제 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)를 계산하기 위해 상기 운전자 입력토크(Td)와 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 합하여 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)를 계산한다.In particular, among the MDPS input torque T in , when the steering wheel is slowly operated, the component of the steering wheel inertial torque T SW due to the angular acceleration of the steering wheel is small. However, The steering wheel inertial torque (T SW ) component becomes large, so that the MDPS input torque T in input to the MDPS becomes different. Therefore, in the MDPS input torque calculation step S130, the driver input torque T d and the steering wheel inertial torque T SW are summed to calculate the MDPS input torque T in input to the actual MDPS, The input MDPS input torque (T in ) is calculated.
(k : 토션바의 비틀림상수, : 토션바의 비틀림각, J : 조향휠의 회전관성모멘트, :조향휠의 각가속도)(k: torsion constant of the torsion bar, : Torsion angle of the torsion bar, J: rotational inertia moment of the steering wheel, : Angular acceleration of the steering wheel)
MDPS 출력토크 계산단계(S140)는 상기 MDPS 입력토크 계산단계(S130)에서 구해진 MDPS 입력토크(Tin)에 비례하고, 상기 MDPS로부터 출력되어야 하는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산한다. MDPS는 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)에 따라 MDPS 출력토크(Tout)가 달라짐은 물론, 차속에 따라 달리지고, 기타 다른 조건에 의해서도 MDPS 출력토크(Tout)는 서로 다른 값을 갖는다. 따라서, MDPS 출력토크 계산단계(S140)에서는 차속과 같은 운전조건과 상기 MDPS 입력토크(Tin)를 고려하여 상기 MDPS로부터 출력되어야 하는 MDPS 출력토크(Tout)를 계산한다. 한편, 차량의 조건에 따라 MDPS 입력토크(Tin)에 대한 MDPS 출력토크(Tout)는 맵, 수식 등의 형태로로 ECU에 저장되는 것이 바람직하다.
The MDPS output torque calculation step S140 calculates an MDPS output torque T out to be outputted from the MDPS in proportion to the MDPS input torque T in obtained in the MDPS input torque calculation step S130. MDPS is a MDPS output torque (T out) according to the MDPS input torque (T in) input to the MDPS vary, of course, is different according to the vehicle speed, MDPS output torque (T out) by the other conditions are different values . Therefore, in the MDPS output torque calculation step S140, the MDPS output torque T out to be output from the MDPS is calculated in consideration of the operating condition such as the vehicle speed and the MDPS input torque T in . On the other hand, it is preferable that the MDPS output torque T out with respect to the MDPS input torque T in according to the condition of the vehicle is stored in the ECU as a map, an equation or the like.
상기와 같은 본 발명에 따른 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법에 따르면, 운전자가 조타를 위해 조향휠(21)을 조작하는 경우, 상기 운전자가 조향휠(21)을 통하여 입력하는 운전자 입력토크(Td)와 함께, 질량을 가진 상기 조향휠(21)이 회전하면서 발생하는 조향휠 관성토크(TSW)가 MDPS로 입력되는 것으로 고려함으로써 더욱 정밀하게 MDPS를 제어할 수 있다.According to the MDPS controller and the MDPS control method using the MDPS controller according to the present invention, when the driver operates the
특히, 운전자가 조향휠(21)를 빠르게 조작하는 경우에는 상기 조향휠 관성토크(TSW)가 많이 커지게 되는데, 이를 고려하지 않으면, 운전자는 조타조작에 대하여 이질감을 느끼는데, 상기 조향휠 관성토크(TSW)를 고려하여 MDPS를 제어함으로써, 운전자는 차속에 따라 조향휠의 무게감에 대한 이질감을 제거된다.In particular, when the driver quickly operates the
도 4에 도시된 그래프에서는 특정 차속(V)에서 MDPS로 입력되는 토크에 대하여, 출력되는 토크가 도시되어 있다. 조향휠의 관성토크(TSW)를 고려하지 않고 운전자의 입력토크(Td)가 MDPS 입력토크로 사용되는 경우에는 상기 MDPS로 Tin _0이 입력되어 Tout _0의 토크가 출력된다. 하지만, 조향휠을 관통토크(TSW)를 반영하여 실제 MDPS로 입력되는 MDPS 입력토크(Tin)에 대하여 MDPS에서 출력되는 MDPS 출력토크(Tout)을 보면, MDPS로 입력되는 토크가 Tin _0에서 Tin으로 커지므로, MDPS로부터 출력되는 토크도 Tout _0에서 Tout으로 더 커진다.In the graph shown in Fig. 4, the output torque is shown for the torque input to the MDPS at the specific vehicle speed V. In Fig. When used as the MDPS input torque without considering the inertia torque (T SW) of the steering wheel input torque (T d) of the driver has a T in _0 is input to the MDPS is output torque T out of _0. However, when the MDPS output torque T out outputted from the MDPS with respect to the MDPS input torque T in input to the actual MDPS reflecting the penetration torque T SW is shown in the steering wheel, the torque input to the MDPS is T in Since the increase in _0 as T in, T out with the greater torque output from the MDPS also in T out _0.
따라서, 본 발명에 따른 MDPS 제어장치 및 이를 이용한 MDPS 제어방법에 의하면, 실제 MDPS로 입력되는 토크가 운전자가 조향휠로 입력하는 토크보다 커지게 되므로, MDPS로부터 출력되어야 하는 MDPS 출력토크도 달라지게 됨을 알 수 있다.
Therefore, according to the MDPS control apparatus and the MDPS control method using the MDPS control apparatus according to the present invention, since the torque input to the actual MDPS becomes larger than the torque input to the steering wheel by the driver, the MDPS output torque to be output from the MDPS also changes Able to know.
11 : 운전자 입력토크 계산부 12 : 조향휠 관성토크 계산부
13 : MDPS 입력토크 계산부 14 : MDPS 출력토크 계산부
20 : MDPS 21 : 조향휠
22 : 컬럼 23 : 토션바
24 : 토크센서 25 : 조향각센서
S110 : 운전자 입력토크 계산단계
S120 : 조향휠 관성토크 계산단계
S130 : MDPS 입력토크 계산단계
S140 : MDPS 출력토크 계산단계11: driver input torque calculation unit 12: steering wheel inertial torque calculation unit
13: MDPS input torque calculation unit 14: MDPS output torque calculation unit
20: MDPS 21: steering wheel
22: Column 23: Torsion bar
24: torque sensor 25: steering angle sensor
S110: Driver input torque calculation step
S120: steering wheel inertia torque calculation step
S130: MDPS input torque calculation step
S140: MDPS output torque calculation step
Claims (8)
회전하는 상기 조향휠의 질량관성모멘트와 상기 조향휠의 각가속도의 곱으로 조향휠의 회전관성에 의한 조향휠 관성토크를 계산하는 조향휠 관성토크 계산부와,
상기 운전자 입력토크와 상기 조향휠 관성토크를 합하여 MDPS로 실제 입력되는 토크인 MDPS 입력토크를 구하는 MDPS 입력토크 계산부와,
상기 MDPS 입력토크에 비례하는 상기 MDPS에서 출력되는 MDPS 출력토크를 계산하는 MDPS 출력토크 계산부를 포함하는 MDPS 제어장치.
A driver input torque calculating unit for calculating a driver input torque by multiplying a twist angle of the torsion bar provided on a column connected to the steering wheel by a torsional constant of the torsion bar;
A steering wheel inertia torque calculation unit for calculating a steering wheel inertial torque by the rotational inertia of the steering wheel by a product of a mass inertia moment of the steering wheel rotating and an angular acceleration of the steering wheel;
An MDPS input torque calculation unit for calculating an MDPS input torque that is a torque actually input to the MDPS by adding the driver input torque and the steering wheel inertial torque;
And an MDPS output torque calculation unit for calculating an MDPS output torque output from the MDPS proportional to the MDPS input torque.
상기 운전자 입력토크 계산부는, 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바의 토크센서로부터 측정된 비틀림각을 입력받는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 MDPS 제어장치.
The method according to claim 1,
Wherein the driver input torque calculation unit receives a twist angle measured from a torque sensor of a torsion bar installed on a column connected to the steering wheel.
상기 비틀림각은 조향휠의 회전각과 상기 컬럼의 회전각의 차이인 것을 특징으로 하는 MDPS 제어장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the twist angle is a difference between a rotation angle of the steering wheel and a rotation angle of the column.
상기 조향휠 관성토크 계산부는 조향휠에 설치된 조향각센서로부터 입력된 조향각으로부터 상기 조향휠의 각가속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 제어장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the steering wheel inertial torque calculation unit calculates the angular acceleration of the steering wheel from the steering angle inputted from the steering angle sensor provided on the steering wheel.
조향휠의 조작이 조작되면, 상기 조향휠의 회전에 의해 발생되는 조향휠 관성토크를 계산하는 조향휠 관성토크 계산단계와,
상기 운전자 입력토크와 상기 조향휠 관성토크를 합하여, 실제 MDPS로 입력되는 토크인 MDPS 입력토크를 구하는 MDPS 입력토크 계산단계와,
상기 MDPS 입력토크에 정해진 상수를 곱하여 상기 MDPS 입력토크에 비례하는 MDPS 출력토크를 계산하는 MDPS 출력토크 계산단계를 포함하는 MDPS 제어방법.
A driver input torque calculating step of calculating a driver input torque used by the driver to operate the steering wheel to operate the steering wheel when the driver rotates the steering wheel;
A steering wheel inertia torque calculation step of calculating a steering wheel inertial torque generated by the rotation of the steering wheel when an operation of the steering wheel is operated,
An MDPS input torque calculating step of summing the driver input torque and the steering wheel inertial torque to obtain an MDPS input torque that is a torque input to an actual MDPS;
And an MDPS output torque calculation step of multiplying the MDPS input torque by a constant and calculating an MDPS output torque proportional to the MDPS input torque.
상기 운전자 입력토크 계산단계에서는 상기 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바의 비틀림각과 상기 토션바의 비틀림상수의 곱으로 운전자 입력토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 제어방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the driver input torque is calculated by multiplying the twist angle of the torsion bar provided on the column connected to the steering wheel by the twist constant of the torsion bar.
상기 비틀림각은 조향휠의 회전각과 상기 컬럼의 회전각의 차이인 것을 특징으로 하는 MDPS 제어방법.
The method according to claim 6,
Wherein the twist angle is a difference between a rotation angle of the steering wheel and a rotation angle of the column.
상기 조향휠 관성토크 계산단계에서는 상기 조향휠에 설치된 조향각센서로부터 구해진 각가속도와 상기 조향휠의 회전관성모멘트의 곱으로 조향휠 관성토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 제어방법.
The method according to claim 6,
Wherein the steering wheel inertial torque calculating step calculates the steering wheel inertial torque by multiplying the angular acceleration obtained from the steering angle sensor provided on the steering wheel by the rotational inertia moment of the steering wheel.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130166999A KR20150077988A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Control device for MDPS and control method for MDPS using of the same |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US10974761B2 (en) | 2018-12-11 | 2021-04-13 | Hyundai Motor Company | Steering control method and apparatus of motor-driven power steering system |
| US11518433B2 (en) | 2019-06-24 | 2022-12-06 | Hyundai Motor Company | Motor driven power steering control method and motor driven power steering control system |
-
2013
- 2013-12-30 KR KR1020130166999A patent/KR20150077988A/en not_active Ceased
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20131230 |
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Patent event date: 20190507 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20181206 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |