스티어링 휠 자동정렬 시스템의 센터복원위치 최적화

김정구(Jeongku Kim),황재호(Jeaho Hwang),변오성(Ohsung Byun),조성식(Sungshik Cho) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2013 No.5

This paper is related to SAC(Steering Automatic Centering) system. In generally, MDPS system is operated by the Driver. In case of driving the vehicle by driver, the Steering power consists of the driver power and the assistant power. In this system, if the Driver would like to array steering wheel to center- direction, the driver does not rotate steering wheel, Because of operating steering- motion automatically. Also, SAC system has the function for centering steering wheel. The detail description is following that. the SAC system is not contacted by the driver power to work steering wheel motion, only MDPS system have an effects on automatic steering motion. If it is completed to control steering wheel to the center area. The Self- Aligned torque is affected by Vehicle tire friction. So vehicle does not last to longitude direction , the steering wheel does not keep center position. So, This problem will be solved by this paper, we are suppose to the control-method s for SAC.

C-MDPS 및 R-MDPS 복합형 조향 시스템 동기제어 알고리즘 개발

정인수(Insu Chung),이선엽(Sunyeop Lee),남강현(Kanghyun Nam) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

본 논문은 C-MDPS와 R-MDPS를 동시에 사용하는 복합형 조향 시스템의 동기제어기를 제안한다. 최근 차량의 결함으로 인한 사고로 인해 Fail-safe 문제에 관한 관심이 높아짐에 따라 Fail-operation MDPS 시스템이 주목받고 있다. 복합형 조향 시스템은 단일조향 시스템과 비교할 때 하나의 MDPS에 Fail 발생 시 시스템의 다중화를 통해 고장 발생에 대응할 수 있고, C-MDPS에서 Torque Assistant를 제공함으로써 사용자 친화적인 것과 R-MDPS의 시스템 친화성을 모두 가져올 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 다른 입력이 가능한 복합 MDPS 시스템을 제어하기 위하여 Master Slave 동기제어를 제안한다. C-MDPS에서는 Steering Column에 부착된 토크 센서로부터 측정된 값을 Mapping하여 운전자에게 Torque Assistant를 제공하고, C-MDPS의 엔코더에서 측정된 각도를 R-MDPS의 지령으로 입력하는 방식으로 C-MDPS를 Master로, R-MDPS를 Slave로 구성한다. 제안하는 동기제어 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 복합 MDPS시스템의 testbed를 제작하고 Matlab/Simulink를 사용하여 HILs를 구성했다. Testbed는 C-MDPS와 R-MDPS를 장착하여 복합형 조향 시스템 환경을 제공하고 Matlab/Simulink는 복합 MDPS 시스템의 Master Slave 동기제어기를 설계했다. Slave에 해당하는 R-MDPS가 생성한 토크와 운전자의 조향 토크의 합을 선 보상한 후, 에러에 대한 제어입력이 들어가도록 구성하여 Rack Motor가 운전자의 조향을 방해하지 않고 두 축 간의 동기오차를 줄어들도록 설계했다. 시뮬레이션 환경은 Steering Rack Gear에 부착되는 스프링의 유무의 2가지 환경으로 구성하였다. 본 논문에서 제시하는 복합형 조향 시스템의 Torque Assistant를 통해 동기 오차가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 복합형 조향 시스템에서 C-MDPS의 Torque Assistant 유무에 따른 복합형 조향 시스템의 강인성 및 동기화된 제어 성능을 확인할 수 있었다.

실차 시험을 통한 MDPS의 소모 전류 모델링에 관한 연구

김태훈(Tae-Hoon Kim),최재영(Jaeyoung Choi) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

최근 파워트레인의 전장화 등 차량의 전동화가 급속히 진행됨에 따라 전체 소모 전기 에너지량이 증가할 뿐만 아니라 MDPS(Motor Driven Power Steering)와 같은 순간 대전력 소모 부하에 의해 순시 전력량 역시 증가됨에 따라 전원시스템의 전원 안정성이 저하되고 있다. 이에 따라 차량의 설계 단계에서 시뮬레이션을 통한 대전력 부하의 특성을 고려한 강인한 전원시스템의 설계가 요구되고 있으며, 이를 위해서는 스티어링 동작 시 MDPS의 소모 전류를 예측할 수 있는 모델이 필요하다. MDPS 동작 시 소모되는 전류를 정확히 모델링하기 위해 물리적 현상에 기반한 모델을 구현할 경우 시스템 구성 요소, 모터의 특성, 토크 센서 및 제어기 특성 등이 반영되어야 한다. 하지만 이를 위해서는 각 단위 부품 별 주요 특성 변수를 알아야 하며, 상세 제어 로직을 반영해야 하지만 이러한 정보들은 완성차 업체의 보안사항으로 이러한 정보를 취득하는데 현실적인 한계가 따른다. 이에 따라 본 논문에서는 실차 시험 및 데이터 분석을 통해 MDPS의 소모 전류를 추정하는 시험적 모델링 방법에 관하여 논한다. 제안된 모델은 운전자가 스티어링을 조향하는 각도에 따라 모터부에서 출력해야 하는 토크를 생성하는 토크센서 추정 모델 부분과 토크를 출력하기 위해 필요한 전류를 출력하는 모터 플랜트 추정 모델 부분으로 구분된다. 각 모델의 사용되는 모든 파라미터는 전처리 과정을 거친 실사 시험 데이터를 기반으로 System Identification 및 Curve Fitting Tool을 활용하여 추출된다. 개발된 모델은 실차 시험결과와 비교하여 그 타당성을 검증한다.

Development of Software Component Architecture for Motor-Driven Power Steering Control System using AUTOSAR Methodology

Jae-Woo Kim,Kyung-Jung Lee,Hyun-Sik Ahn 제어로봇시스템학회 2015 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2015 No.10

This paper describes the development of the software component (SW-C) architecture for a motor-driven power steering (MDPS) control system using the automotive open system architecture (AUTOSAR) methodology. The MDPS control system is a new power steering technology that replaces the hydraulic actuator system with the electric actuator system. As soon as the driver turns the steering wheel, the MDPS control system generates assistant torque to enhance the driver’s convenience and fuel efficiency. AUTOSAR is a common platform for the implementation of automotive embedded software. Some aspects of safety and timing requirements are analyzed. The AUTOSAR methodology improves flexibility, reusability, and maintenance of automotive embedded software. Therefore, we design the SW-C architecture for an MDPS control system using an AUTOSAR SW-C authoring tool. In addition, we implement and validate the MDPS control model based on the designed SW-C architecture using MATLAB/Simulink.

자율주행 조향권 이양을 위한 R-MDPS 제어 설계

정용우(Yong Woo Jeong),정정주(Chung Choo Chung),김원희(Won Hee Kim) 한국자동차공학회 2018 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2018 No.6

In this paper, we present a hybrid impedance control for smoothly and easily taking over the steering wheel from the autonomous driving system as well as to for the steering angle tracking control in the rack-mounted MDPS (R-MDPS). The proposed method consists of an impedance control for taking over and a sliding mode control for steering angle tracking. With the driver’s torque, the proposed method is activated as the impedance controller. The desired impedance transfer function from the driver’s torque to the steering angle is designed to reflect the driver’s torque to the steering control. Then, the desired impedance steering angle is derived for the desired impedance. If the unintended driver’s torque is small, the effect of the driver’s torque to the steering angle is also small by the designed impedance. If the intended driver’s torque for steering control is relatively large, the driver’s torque can be reflected to the steering control by the designed impedance. Without the driver’s torque, the proposed method is activated as the steering angle tracking controller for the autonomous driving. The sliding mode control method is designed based on the super twisting algorithm for the steering angle tracking control.

MDPS를 이용한 조향 쏠림 보상 로직 개발

박찬식(Chansik Park),이세복(Sebok Lee),김영광(Youngkwang Kim) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2010 No.11

Steering-pull in vehicle appears due to cross wind, road crown, wheel alignment and so on. In this study, real-time steering-pull compensation control logic, which is activated in continuous lateral load, is proposed. This system is composed of three subsystems such as signal pre-processing module, steering-pull estimation module and compensation steering-torque module. The algorithm is developed and verified by using vehicle test.

ESC-MDPS 통합제어 시스템 개발

정태영(Taeyoung Chung),양승훈(Seunghoon Yang) 대한기계학회 2008 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2008 No.5

An integrated control system of Electronic Stability Control (ESC) and Motor-Driven Power Steering (MOPS) improves performance and extends functions via CAN network without any hardware modification. There are two main functions: split-mu road control to enhance stability and braking distance, and handling control to support drivers in critical driving situations. To emphasize its supportive nature, we named the system as Torque-added Steering Guidance (TSG) system. Although the TSG system does not improve vehicle behavior directly, it can inspire drivers to steer to the right direction by changing steering torque assistance characteristics. As the number of ESC and MOPS installed vehicles are increasing, an integrated system, such as TSG, is becoming a standard for the vehicles in the near future.

MDPS용 IPM 전동기의 최적화 설계

이주민(Ju-Min Lee),이병훈(Byeong-Hun Lee),차우진(U-Jin Cha),홍정표(Jung-Pyo Hong) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2009 No.11

This paper presents Optimum Design of Interior Permanent Magnet (IPM) type Motor by using Response Surface Method (RSM) and Finite Element Method (FEM). Optimum Design focuses on reducing torque ripple and cogging torque of IPM type motor. When the driver rides the vehicle where Motor Driven Power Steering (MDPS) system is applied, torque ripple and cogging torque affect the driver’s steering feeling. Recently, the research on MDPS system adopting IPM type motor is widely performed since it has an advantage of high power density when compared with Surface-mounted Permanent Magnet (SPM) type motor. In this paper, the new Optimum Design method of IPM type motor is proposed and the design method is validated by the test result of prototype sample.

MDPS를 이용한 차량 횡부하 보상

김규원(Kyuwon Kim),이경수(Kyongsu Yi) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2011 No.11

This paper describes lateral disturbance compensation algorithm for an application to a Motor Driven Power Steering (MDPS) based driving assistant system. The lateral disturbance including wind force and load from bank angle reduces the driver refinement and increases the possibility of an accident. In order to reduce the maneuvering effort of the driver in the situation under the lateral disturbance, the lateral disturbance compensation algorithm has been proposed. The lateral disturbance on the vehicle including the lateral force and the yaw moment can be estimated through the previous research, and the lateral disturbance compensation system is based on the estimated lateral disturbance. In order to provide the appropriate assist torque to the driver for compensating the lateral disturbance, the characteristics of the compensation system including a human driver model and the steering system have been mathematically analyzed.

EILS 활용한 MDPS의 Return-ability 특성 개선에 관한 연구

김호석(Hoseok Kim),김태욱(Taewook Kim),권재준(Jaejoon Kwon),김선희(Sunhee Kim),박기홍(Kihong Park),허승진(Seungjin Heo) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2010 No.11

Recently, Electric Power Steering(EPS) system has become widely equipped in the vehicles. EPS system, which generates the assist torque by an electric motor, has many advantage in comparison with the conventional hydraulic power steering system. But EPS system may have drivers feel the displeasure because the lack of steering return-ability results from the mechanical friction loss. To improve the steering return-ability for EPS system, this paper develops a new EPS strategy which modulates the signal of torque sensor by estimating the alignment torque.