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KR20240028021A - 조향 제어 장치 및 방법 - Google Patents

조향 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20240028021A
KR20240028021A KR1020220106029A KR20220106029A KR20240028021A KR 20240028021 A KR20240028021 A KR 20240028021A KR 1020220106029 A KR1020220106029 A KR 1020220106029A KR 20220106029 A KR20220106029 A KR 20220106029A KR 20240028021 A KR20240028021 A KR 20240028021A
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KR
South Korea
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compensation
rack
friction
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force information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020220106029A
Other languages
English (en)
Inventor
신동훈
이재우
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020220106029A priority Critical patent/KR20240028021A/ko
Priority to US18/228,864 priority patent/US20240067264A1/en
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Abstract

본 개시는 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, SBW(Steer By Wire) 시스템에서 저온 시, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 높아진 마찰 레벨에 대한 영향을 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 특히, 미리 설정된 보상 조건에 따라 주행 중 저온에서 마찰 레벨을 판단하고, 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상함으로써, 저온에서 운전자가 느끼는 무거운 조타감 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

조향 제어 장치 및 방법{STEERING CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 실시예들은 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템은 스티어링 휠과 차륜 사이의 스티어링 칼럼이나 유니버셜 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결 장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 시스템일 수 있다. 이러한 SBW(Steer By Wire) 시스템은 범용적인 조향 시스템과 다르게, 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)와 RWA(Road Wheel Actuator)로 구성될 수 있다. 또한, SBW(Steer By Wire) 시스템은 운전자가 기존 조향 시스템과 유사한 조향감을 느끼기 위해서는 스티어링 휠에 설치된 모터에서 적절한 조향 반력을 생성해야 할 필요가 있다. 구체적으로, SBW(Steer By Wire) 시스템은 스티어링 랙 기어와 스티어링 칼럼 사이에 기계적인 연결이 없기 때문에, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 신호를 바탕으로 랙 포스(Rack Force)를 추정하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)에 송신함으로써, 운전자에게 노면 정보와 차량의 상태를 전달할 수 있다.
하지만, SBW(Steer By Wire) 시스템은 온도가 변경되면, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 마찰 레벨(Friction Level)이 변경될 수 있다. 예를 들어, 저온 상태에서는 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 베어링 등에 도포된 구리스의 물성 변화로 인해 마찰 레벨이 상승할 수 있기 때문이다. 즉, SBW(Steer By Wire) 시스템은 저온 상태에서 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 마찰 레벨이 상승함에 따라 랙 포스의 이력 현상(Hysteresis)이 증가하게 되어 운전자가 상온 상태에서 보다 무거운 조타감을 느끼게 되는 문제점이 있다.
따라서 SBW(Steer By Wire) 시스템에서는 이러한 영향을 막기 위해 저온 시, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 높아진 마찰 레벨에 대한 영향을 보상하는 기술 개발이 요구되고 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예들은 SBW(Steer By Wire) 시스템에서 저온 시, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 높아진 마찰 레벨에 대한 영향을 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은 차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템에 적용되는 조향 제어 장치에 있어서, 미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치(Rack Position) 정보 및 랙 속도(Rack Speed) 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 조건 판단부, 조건 판단부의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정하는 레벨 결정부 및 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환하고, 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어하는 제어부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은 차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템에 적용되는 조향 제어 방법에 있어서, 미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치(Rack Position) 정보 및 랙 속도(Rack Speed) 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 조건 판단 단계, 보상 적용 여부의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정하는 레벨 결정 단계 및 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환하고 상기 최종 랙 포스 정보에 기초하여 SFA(Steering Feedback Actuator)를 제어하는 제어 단계를 포함하는 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, SBW(Steer By Wire) 시스템에서 저온 시, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 높아진 마찰 레벨에 대한 영향을 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치가 적용되는 SBW(Steer By Wire) 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 조건 판단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 조건 판단부가 보상 적용 여부를 판단하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 레벨 결정부 및 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 제어부가 최종 랙 포스 정보로 변환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법의 흐름도이다.
본 개시는 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치가 적용되는 SBW(Steer By Wire) 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치가 적용되는 SBW 시스템을 설명할 수 있다. 일 예로, SBW(Steer By Wire) 시스템(100)은 종래의 조향 제어 시스템인 EPS(Electronic Power Steering) 시스템과 달리 스티어링 휠(110)과 랙(140) 사이에 기계적인 연결이 존재하지 않는 시스템일 수 있다. 예를 들어, SBW 시스템(100)의 상위단은 조향 반력을 가하기 위한 반력 모터와 조향 칼럼에 장착되는 조향 토크 센서, 조향각 센서 등을 포함하는 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator)로 구성될 수 있다. 또한, SBW 시스템(100)의 하위단은 랙 바를 구동하기 위한 조향 구동 모터 또는 구동 액추에이터(actuator) 등을 포함하는 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)로 구성될 수 있다.
즉, SBW 시스템(100)은 스티어링 휠(110)에 연결된 컬럼이 스티어링 휠(110)에 조향 반력을 가할 수 있는 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)(120)와 결합되어 있을 수 있다. 그리고 랙(140)은 전륜을 제어하기 위한 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)(130)와 결합되어 있을 수 있다. 조향 반력 피드백 액츄에이터(120)는 조향 반력을 가하기 위한 반력 모터가 결합되고 있고, 전륜 액츄에이터(130)는 랙을 움직여서 전륜을 제어하기 위한 조향 구동 모터가 결합되어 있을 수 있다. 이러한 SBW 시스템(100)은 스티어링 휠(110)과 랙(140) 사이의 기계적인 연결이 존재하지 않아서, 차량의 조향 시 랙 기어가 외력을 받아도 그 힘이 스티어링 휠로 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 차량의 조향 시 적절한 조향 반력을 생성하여 운전자에게 기계적 연결이 존재하는 종래의 조향 제어 시스템인 EPS와 유사한 조향감을 제공하기 위해서는 별도의 조향 반력 생성 장치가 필요할 수 있다. 조향 반력 또는 조향 반력 토크는 실제 조향이 이루어지는 하위단 장치의 랙 바 이동에 따라 상위단 장치에 연결된 스티어링 휠에 인가되는 힘 또는 토크일 수 있다.
구체적으로, SBW 시스템(100)은 스티어링 휠과 랙 사이에 기계적인 연결이 존재하지 않기 때문에 종래의 EPS에서 사용하는 조향 반력 계산 방식을 사용할 수 없으며, SBW 시스템(100)의 조향 반력 생성 장치에서는 랙 포스의 함수로 조향 반력을 도출하여 조향 반력 피드백 액츄에이터를 제어하는 것이 필요할 수 있다. 더구나, 저온 상태에서는 SBW 시스템(100)에 포함된 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 마찰 레벨(Friction Level)이 상승함에 따라 운전자가 상온 상태에서 보다 무거운 조타감을 느끼게 되는 문제가 발생될 수 있다. 이에 따라, SBW 시스템(100)은 저온 상태에서 증가하는 마찰 레벨에 대한 영향을 보상하는 것이 필요할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)는 조건 판단부(210), 레벨 결정부(220) 및 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로, 차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템에 적용되는 조향 제어 장치(200)는 미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치(Rack Position) 정보 및 랙 속도(Rack Speed) 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 조건 판단부(210), 조건 판단부(210)의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정하는 레벨 결정부(220) 및 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환하고, 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어하는 제어부(230)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 조건 판단부(210)는 미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터의 기구부에 발생되는 마찰에 대한 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 조건 판단부(210)는 보상 조건에 포함된 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 순차로 판단할 수 있다. 그리고 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 모두 만족하면, 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제 1 보상 조건은 PCB 온도 정보가 미리 설정된 기준 온도 이하인 것으로 판단될 수 있다. 제 2 보상 조건은 제 1 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 위치 이하인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 제 3 보상 조건은 제 1 보상 조건 및 제 2 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 속도 이하인 것으로 판단될 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 레벨 결정부(220)는 조건 판단부(210)의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정할 수 있다. 일 예로, 레벨 결정부(220)는 마찰에 대한 보상을 적용하기로 판단되면, 랙 포스 정보에 기초하여 마찰 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 레벨 결정부(220)는 랙 포스 정보를 입력으로 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘을 통해 파라미터를 추정하고, 추정된 파라미터를 마찰 레벨로 결정할 수 있다. 구체적으로, 레벨 결정부(220)는 재귀 최소 제곱 알고리즘에서 계산된 입력 랙 포스 정보와 추정된 파라미터로 계산된 출력 랙 포스 정보를 비교할 수 있다. 이 때, 추정된 파라미터(b)를 마찰 레벨로 결정할 수 있다. 즉, 레벨 결정부(220)는 랙 포스 정보를 입력으로 하여 재귀 최소 제곱 알고리즘 기반으로 다항식의 특정 계수인 파라미터를 추정함으로써 마찰 레벨을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)는 저온에 따라 마찰에 대한 보상이 적용된 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(230)는 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여, 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 랙 포스 정보를 보상할 수 있다. 여기서, 기준 마찰 레벨은 상온 상태에서 컴플라이언스 존(Compliance zone)에 대응하는 시간 동안 추정된 랙 포스 정보로부터 산출될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어부(230)는 저온 상태가 됨에 따라 증가된 마찰을 감소시키도록 추정된 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보에 기초하여 데드 존(Dead zone) 및 백 래쉬(Back lash) 중 적어도 하나를 포함하는 마찰 보상기를 설정하고, 마찰 보상기를 적용하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 추정된 랙 포스 정보에 기초하여 임의의 구간으로 데드 존을 설정하고, 데드 존을 이용하여 추정된 랙 포스 정보를 낮추어 최종 랙 포스 정보를 변환할 수 있다. 이에 따라, 변환된 최종 랙 포스 정보는 설정된 데드 존 구간은 0으로 유지되고, 그 외 구간은 추정된 랙 포스 정보를 기준으로 일정한 크기만큼 감소된 값일 수 있다. 다만, 데드 존(Dead zone) 및 백 래쉬(Back lash) 는 마찰 보상기의 일 예를 설명한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 조건 판단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 저온 상태에 따른 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 조건 판단부(210)는 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터의 기구부에 발생되는 마찰에 대한 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 보상 조건은 PCB 온도 정보와 상온에서 센서에 의해 측정된 차량 정보를 이용하여 주행 중 저온에서 마찰 레벨을 결정하고 보상 적용 여부를 판단하기 위해 설정된 사전 조건일 수 있다.
예를 들어, 조건 판단부(210)는 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보를 운전자의 스티어링 휠(110) 조작에 따라 가변되는 조향 축의 회전 변화를 검출하는 조향각 센서, 반력 모터의 토크를 검출하는 토크 센서, 차량의 차속을 검출하는 차속 센서, 랙 바에 설치되어 랙 위치 정보를 검출하는 랙 위치 센서 및 반력 모터의 모터 위치 센서 중 적어도 하나 이상으로부터 센싱 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 조건 판단부(210)는 랙 바에 설치된 랙 위치 센서를 이용하여 랙 위치 정보를 측정하고, 측정된 랙 위치 정보를 미분하여 랙 속도 정보를 획득할 수 있다. 또는, 조건 판단부(210)는 랙 바를 구동시키는 모터의 인코더를 이용하여 모터의 회전량 정보를 측정하고, 측정된 모터의 회전량 정보로부터 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보를 획득할 수도 있다. 구체적인 다른 예를 들면, 조건 판단부(210)는 제어기로부터 CAN 통신을 이용하여 PCB 온도 정보를 획득할 수 있다.
또한, 예를 들어, 조건 판단부(210)는 측정된 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보를 보상 조건에 포함된 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건에 따라 순차로 판단하여 모두 만족하면, 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단할 수 있다. 조건 판단부(210)가 보상 조건에 의해 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터의 기구부에 발생되는 마찰에 대한 보상을 적용하기로 판단되면, 보상 로직을 적용하기 위한 인에이블 플래그 1(Enable Flag 1)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 인에이블 플래그가 생성되는 경우에 한해서 마찰 레벨을 결정하고 랙 포스 정보를 보상하는 다음 동작이 수행될 수 있다. 조건 판단부(210)가 보상 조건을 순차로 판단하는 내용에 관한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 조건 판단부가 보상 적용 여부를 판단하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)가 저온 상태에서의 마찰에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 동작을 설명할 수 있다. 일 예로, 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건 만족 여부를 판단할 수 있다(S410). 예를 들어, 조건 판단부(210)는 PCB 온도 정보가 미리 설정된 기준 온도 이하이면 제 1 보상 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 온도는 온도 감소에 따라 전륜 액츄에이터의 기구부에 발생되는 마찰 레벨이 상승하여 랙 포스의 이력 현상(Hysteresis)이 증가하기 시작하는 온도로 설정될 수 있다. 구체적으로, 기준 온도는 -10℃로 미리 설정될 수 있으나, 온도 감소에 따라 기구부의 물성 변화로 인해 마찰 레벨이 상승하는 온도이면, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보가 미리 설정 기준 온도 초과이면, 마찰에 대한 보상 적용을 유보할 수 있다. 반면에, 조건 판단부(210)는 PCB 온도 정보가 미리 설정 기준 온도 이하이면, 제 1 보상 조건을 만족하는 것으로 판단함에 따라, 제 2 보상 조건을 판단할 수 있다.
일 예로, 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건을 만족하면, 제 2 보상 조건 만족 여부를 판단할 수 있다(S420). 예를 들어, 제 1 보상 조건을 만족하는 경우, 조건 판단부(210)는 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 위치 이하이면 제 2 보상 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 위치는 저온에 따른 보상을 검출하는 위치로 설정될 수 있다. 구체적으로, 기준 위치는 1mm의 작은 범위로 미리 설정될 수 있으나, 저온에 따른 보상 적용 여부의 기준이 될 수 있는 위치이면, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 조건 판단부(210)는 랙 바에 설치된 랙 위치 센서로부터 랙 위치 정보를 수신하여 획득할 수 있다. 랙 위치 정보는 다른 부분들의 영향을 최소화시키도록 미소 동작 영역에서 측정된 정보일 수 있다. 즉, 조건 판단부(210)는 제 2 보상 조건에 따라 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정 기준 위치 초과이면, 마찰에 대한 보상 적용을 유보할 수 있다. 반면에, 조건 판단부(210)는 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정 기준 위치 이하이면, 제 2 보상 조건을 만족하는 것으로 판단함에 따라, 제 3 보상 조건을 판단할 수 있다.
일 예로, 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건 및 제 2 보상 조건을 만족하면, 제 3 보상 조건 만족 여부를 판단할 수 있다(S430). 예를 들어, 제 1 보상 조건 및 제 2 보상 조건을 만족하는 경우, 조건 판단부(210)는 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 속도 이하이면 제 3 보상 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 속도는 저온에 따른 보상을 검출하는 속도로 설정될 수 있다. 구체적으로, 기준 속도는 1~2mm/s 의 속도로 미리 설정될 수 있으나, 저온에 따른 보상 적용 여부의 기준이 될 수 있는 속도이면, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 조건 판단부(210)는 랙 위치 정보 또는 모터의 회전량 정보로부터 계산하여 획득할 수 있다. 랙 속도 정보는 다른 부분들의 영향을 최소화시키도록 미소 동작 영역에서 측정된 정보로부터 계산된 정보일 수 있다. 즉, 조건 판단부(210)는 제 3 보상 조건에 따라 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정 기준 석도 초과이면, 마찰에 대한 보상 적용을 유보할 수 있다. 반면에, 조건 판단부(210)는 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정 기준 위치 이하이면, 제 3 보상 조건을 만족하는 것으로 판단함에 따라, 저온 상태에서의 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단할 수 있다.
일 예로, 조향 제어 장치(200)의 조건 판단부(210)는 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 모두 만족하면, 저온 상태에 따른 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단할 수 있다(S430). 예를 들어, 조건 판단부(210)는 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보가 미리 설정된 보상 조건을 모두 만족하면, 보상 로직을 적용하기 위한 인에이블 플래그 1(Enable Flag 1)을 생성할 수 있다. 여기서, 보상 로직은 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘 기반으로 마찰 레벨을 결정하고, 마찰 레벨에 따라 추정된 랙 포스 정보를 보상하는 로직일 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 레벨 결정부 및 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 레벨 결정부(220) 및 제어부(230)가 마찰 레벨을 결정하고, 마찰 레벨에 따라 추정된 랙 포스 정보를 보상하는 동작을 설명할 수 있다. 일 예로, 조향 제어 장치(200)의 레벨 결정부(220)는 보상 조건을 모두 만족하여 보상을 적용하는 것으로 판단되면, 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 레벨 결정부(220)는 인에이블 플래그 1(Enable Flag 1)이 입력되면, 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘(510)을 이용하여 마찰 레벨을 결정할 수 있다. 또한, 레벨 결정부(220)는 랙 포스 정보를 입력으로 재귀 최소 제곱 알고리즘(510)에서 근사화된 시스템의 파라미터를 추정할 수 있다. 여기서, 추정되는 파라미터는 마찰 레벨에 대응하는 파라미터(b)로 다항식의 계수일 수 있다. 즉, 레벨 결정부(220)는 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘(510)에서 추정된 파라미터(b)를 마찰 레벨로 결정할 수 있다.
구체적으로, 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘(510)은 입력과 관련된 가중 선형 최소 제곱 비용 함수를 최소화하는 계수를 재귀적으로 찾는 적응형 필터 알고리즘일 수 있다. 그리고, 근사화된 시스템은 다음과 같이 정의할 수 있다.
여기서, x는 랙 위치 정보, y는 랙 속도 정보, z는 랙 포스 정보일 수 있다. 다만, 수학식 1은 근사화된 시스템의 일 예를 설명한 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 재귀 최소 제곱 알고리즘은 파라미터를 추정하기 위해 오차(error)와 가중 계수(weighting factor)를 곱한 값의 합으로 비용함수를 정의하고, 이를 최소화하도록 계수를 갱신할 수 있다. 이 때, 오차는 랙 포스 정보의 실제 값과 추정 값의 차이일 수 있다. 가중 계수는 망각 인자(forgetting factor)로 이전 n번째 단계의 오차의 비중을 낮춰 가장 나중에 들어온 값에 대하여 비중을 높일 수 있다. 재귀 최소 제곱 알고리즘에 적용되는 망각 인자는 추정 변화율을 결정하는 값이며 1에 가까울수록 낮은 변화율을 가질 수 있다. 또한, 망각 인자는 합리적인 추정을 위해 추정치 및 공분산의 초기치와 함께 적절한 0부터 1 사이의 값을 필요로 할 수 있다. 따라서, 레벨 결정부(220)는 재귀 최소 제곱 알고리즘을 이용하여 계산된 입력 랙 포스 정보와 추정된 파라미터로 계산된 출력 랙 포스 정보를 비교하고, 추정된 파라미터를 마찰 레벨로 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)는 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 마찰 레벨 비교기(Friction Level comparator)(520)를 이용하여 랙 포스 정보의 보상 여부를 결정할 수 있다. 마찰 레벨 비교기(520)는 저온 상태에 해당되어 인에이블 플래그 2(Enable Flag 2)가 입력되면 동작할 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)는 저온 상태에서, 결정된 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여 마찰 레벨이 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 랙 포스 정보를 보상하는 것으로 결정할 수 있다. 또한, 기준 마찰 레벨은 상온 상태에서 컴플라이언스 존(Compliance zone)에 대응하는 시간 동안 추정된 랙 포스 정보로부터 산출될 수 있다. 이는 마찰 레벨이 상온 상태에서 저온 상태로 변경됨에 따라 증가하기 때문일 수 있다.
여기서, 랙 포스 정보는 센싱 정보를 기초로 추정되며, 스티어링 기어의 프릭션, 자차량의 서스펜션 프릭션 및 타이어의 반력이 합쳐진 힘을 의미할 수 있다. 구체적으로, 랙 포스 정보는 측정된 랙 위치 정보를 1차 미분 및 2차 미분하여 랙 속도 정보 및 랙 가속도 정보를 계산하고, 랙의 매스(Mass), 랙의 댐핑(Damping) 및 랙의 강성도(stiffness)를 반영하여 추정될 수 있다. 또한, 컴플라이언스 존(Compliance zone)은 스티어링 기어가 구동하여도 랙이 이동하지 않는 범위를 의미할 수 있다. 구체적으로, 컴플라이언스 존은 지령 신호에 의해 제어되는 반력 모터가 회전하면, 이에 대응하여 랙이 이동하지만, 랙이 이동하지 않을 정도로 반력 모터가 회전하는 구간으로 설정될 수 있다.
구체적인 예를 들면, 제어부(230)는 상온에서 미리 설정된 프로파일을 동작시켜 산출된 마찰 레벨을 NVM(Non Volatile Memory) 영역에 저장하고 기준 마찰 레벨로 사용할 수 있다. 제어부(230)는 저장된 기준 마찰 레벨을 기준으로 마찰 보상기(Friction Compensator)(530)의 적용 여부를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 결정된 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 마찰 보상기(530)를 적용하여 랙 포스 정보를 보상할 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보를 마찰 보상기(530)에 입력하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보를 저온 상태가 됨에 따라 증가된 마찰을 감소시키도록 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 마찰 보상기(530)에 관한 상세한 내용은 도 6을 참조하여 후술한다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 제어부가 최종 랙 포스 정보로 변환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의(a) 및 도6의(b)를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)가 데드 존(Dead zone)을 이용하여 추정된 랙 포스 정보(610)를 보상하여 최종 랙 포스 정보(620)로 변환하는 동작을 설명할 수 있다. 일 예로, 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보(610)에 마찰 보상기(Friction Compensator)(530)를 적용하여 저온 상태에서 증가된 마찰을 감소하도록 최종 랙 포스 정보(620)를 결정할 수 있다. 이 때, 마찰 보상기(530)는 데드 존(Dead zone)(630)을 포함하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보(610)에 기초하여 임의의 구간으로 데드 존(Dead zone)(630)을 설정하고, 데드 존을 이용하여 추정된 랙 포스 정보(610)를 낮추어 최종 랙 포스 정보(620)로 변환할 수 있다. 도 6의(a)는 보상 전 추정된 랙 포스 정보(610)와 보상 후 변환된 최종 랙 포스 정보(620)를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)는 랙 포스 정보에 기초하여 임의의 구간으로 데드 존(630)을 설정하고, 데드 존(630)에 포함되는 구간에서는 추정된 랙 포스 정보를 0으로 변환할 수 있다. 반면에, 제어부(230)는 데드 존(630)에 포함되지 않는 그 외 구간에서는 추정된 랙 포스 정보를 일정한 크기만큼 낮추어 변환할 수 있다. 도 6의(b)를 참조하면, 제어부(230)는 랙 포스 정보가 a 이상 b 미만인 구간을 데드 존(630)으로 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 데드 존(630)으로 설정된 구간에서 최종 랙 포스 정보를 0으로 변환할 수 있다. 반면에, 제어부(230)는 랙 포스 정보가 a 미만인 구간에서는 추정된 랙 포스 정보를 a만큼 감소한 값으로 최종 랙 포스 정보를 변환할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 랙 포스 정보가 b 이상인 구간에서는 추정된 랙 포스 정보를 b만큼 감소한 값으로 최종 랙 포스 정보를 변환할 수 있다. 일반적인 경우, a는 -b일 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 제어부가 최종 랙 포스 정보로 변환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7의(a) 및 도7의(b)를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)가 백 래쉬(Back lash)을 이용하여 추정된 랙 포스 정보(610)를 보상하여 최종 랙 포스 정보(710)로 변환하는 동작을 설명할 수 있다. 일 예로, 조향 제어 장치(200)의 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보(610)에 마찰 보상기(Friction Compensator)(530)를 적용하여 저온 상태에서 증가된 마찰을 감소하도록 최종 랙 포스 정보(710)를 결정할 수 있다. 이 때, 마찰 보상기(530)는 백 래쉬(Back lash)를 포함하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 추정된 랙 포스 정보(610)에 기초하여 구간 별로 백 래쉬(Back lash) 효과를 적용함으로써, 추정된 랙 포스 정보(610)를 낮추어 최종 랙 포스 정보(710)로 변환할 수 있다. 도 7의(a)는 보상 전 추정된 랙 포스 정보(610)와 보상 후 변환된 최종 랙 포스 정보(710)를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 제어부(230)는 Asin(wt)인 추정된 랙 포스 정보(610)에 백 래쉬(Back lash)를 적용하면, 최종 랙 포스 정보(710)로 w(t)를 출력할 수 있다. w(t)는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, b는 백 래쉬(Back lash) 크기일 수 있다.도 7의(b)를 참조하면, 제어부(230)는 임의의 구간에서는 추정된 랙 포스 정보(610)의 진폭을 백 래쉬 크기만큼 감소한 값에 비례하는 값으로 최종 랙 포스 정보(710)를 변환할 수 있다. 그리고, 제어부(230)는 다른 임의의 구간에서는 추정된 랙 포스 정보(610)를 b만큼 감소한 값에 비례하는 값으로 최종 랙 포스 정보를 변환할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 조향 제어 장치(200)가 수행할 수 있는 조향 제어 방법에 대해서 설명한다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법의 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법은 조건 판단 단계를 포함할 수 있다(S810). 일 예로, 조향 제어 장치는 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 조향 제어 장치는 미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치 정보 및 랙 속도 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터의 기구부에 발생되는 마찰에 대한 보상 적용 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 조향 제어 장치는 보상 조건에 포함된 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 순차로 판단할 수 있다. 그리고, 조향 제어 장치는 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 모두 만족하면, 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제 1 보상 조건은 PCB 온도 정보가 미리 설정된 기준 온도 이하인 것으로 판단될 수 있다. 제 2 보상 조건은 제 1 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 위치 이하인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 제 3 보상 조건은 제 1 보상 조건 및 제 2 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 속도 이하인 것으로 판단될 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 제어 방법은 레벨 결정 단계를 포함할 수 있다(S820). 일 예로, 조향 제어 장치는 보상 적용 여부의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 조향 제어 장치는 마찰에 대한 보상을 적용하기로 판단되면, 랙 포스 정보에 기초하여 마찰 레벨을 결정할 수 있다. 구체적으로, 조향 제어 장치는 랙 포스 정보를 입력으로 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘을 통해 파라미터를 추정하고, 추정된 파라미터를 마찰 레벨로 결정할 수 있다. 조향 제어 장치는 재귀 최소 제곱 알고리즘에서 계산된 입력 랙 포스 정보와 추정된 파라미터로 계산된 출력 랙 포스 정보를 비교할 수 있다. 이 때, 추정된 파라미터(b)를 마찰 레벨로 결정할 수 있다. 즉, 조향 제어 장치는 랙 포스 정보를 입력으로 하여 재귀 최소 제곱 알고리즘 기반으로 다항식의 특정 계수인 파라미터를 추정함으로써 마찰 레벨을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 조향 제어 방법은 제어 단계를 포함할 수 있다(S830). 일 예로, 조향 제어 장치는 저온에 따라 마찰에 대한 보상이 적용된 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 조향 제어 장치는 결정된 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환할 수 있다. 그리고, 조향 제어 장치는 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 조향 제어 장치는 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여, 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 랙 포스 정보를 보상할 수 있다. 여기서, 기준 마찰 레벨은 상온 상태에서 컴플라이언스 존(Compliance zone)에 대응하는 시간 동안 추정된 랙 포스 정보로부터 산출될 수 있다. 또한, 조향 제어 장치는 추정된 랙 포스 정보에 기초하여 임의의 구간으로 데드 존(Dead zone)을 설정하고, 데드 존을 이용하여 추정된 랙 포스 정보를 낮추어 최종 랙 포스 정보를 변환할 수 있다. 이에 따라, 변환된 최종 랙 포스 정보는 설정된 데드 존 구간은 0으로 유지되고, 그 외 구간은 추정된 랙 포스 정보를 기준으로 일정한 크기만큼 감소된 값일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, SBW(Steer By Wire) 시스템에서 저온 시, 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA) 기구부의 높아진 마찰 레벨에 대한 영향을 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 특히, 미리 설정된 보상 조건에 따라 주행 중 저온에서 마찰 레벨을 판단하고, 마찰 레벨을 기준으로 랙 포스 정보를 보상함으로써, 저온에서 운전자가 느끼는 무거운 조타감 보상할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템에 적용되는 조향 제어 장치에 있어서,
    미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치(Rack Position) 정보 및 랙 속도(Rack Speed) 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 조건 판단부:
    상기 조건 판단부의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정하는 레벨 결정부; 및
    결정된 상기 마찰 레벨을 기준으로 상기 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환하고, 상기 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어하는 제어부를 포함하는 조향 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조건 판단부는,
    상기 보상 조건에 포함된 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 순차로 판단하되,
    상기 제 1 보상 조건, 상기 제 2 보상 조건 및 상기 제 3 보상 조건을 모두 만족하면, 상기 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단하는 조향 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 조건은,
    상기 PCB 온도 정보가 미리 설정된 기준 온도 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 보상 조건은,
    상기 제 1 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 상기 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 위치 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 보상 조건은,
    상기 제 1 보상 조건 및 상기 제 2 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 상기 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 속도 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레벨 결정부는,
    상기 랙 포스 정보를 입력으로 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘을 통해 파라미터를 추정하고, 상기 파라미터를 마찰 레벨로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여, 상기 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 상기 랙 포스 정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기준 마찰 레벨은,
    상온 상태에서 컴플라이언스 존(Compliance zone)에 대응하는 시간 동안 추정된 랙 포스 정보로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  9. 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 저온 상태가 됨에 따라 증가된 마찰을 감소시키도록 추정된 랙 포스 정보를 보상하여 상기 최종 랙 포스 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 추정된 랙 포스 정보에 기초하여 데드 존(Dead zone) 및 백 래쉬(Back lash) 중 적어도 하나를 포함하는 마찰 보상기를 설정하고, 상기 마찰 보상기를 적용하여 상기 최종 랙 포스 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  11. 차량의 SBW(Steer By Wire) 시스템에 적용되는 조향 제어 방법에 있어서,
    미리 설정된 보상 조건에 따라 PCB 온도 정보, 랙 위치(Rack Position) 정보 및 랙 속도(Rack Speed) 정보에 기초하여 저온 상태에서의 전륜 액츄에이터(Road Wheel Actuator, RWA)의 기구부에 발생되는 마찰(Friction)에 대한 보상 적용 여부를 판단하는 조건 판단 단계;
    상기 보상 적용 여부의 판단 결과에 따라 랙 포스(Rack Force) 정보에 기초하여 마찰 레벨(Friction Level)을 결정하는 레벨 결정 단계; 및
    결정된 상기 마찰 레벨을 기준으로 상기 랙 포스 정보를 보상하여 최종 랙 포스 정보로 변환하고, 상기 최종 랙 포스 정보에 기초하여 조향 반력 피드백 액츄에이터(Steering Feedback Actuator, SFA)를 제어하는 제어 단계를 포함하는 조향 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조건 판단 단계는,
    상기 보상 조건에 포함된 제 1 보상 조건, 제 2 보상 조건 및 제 3 보상 조건을 순차로 판단하되,
    상기 제 1 보상 조건, 상기 제 2 보상 조건 및 상기 제 3 보상 조건을 모두 만족하면, 상기 마찰에 대한 보상을 적용하는 것으로 판단하는 조향 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 조건은,
    상기 PCB 온도 정보가 미리 설정된 기준 온도 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 보상 조건은,
    상기 제 1 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 상기 랙 위치 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 위치 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 보상 조건은,
    상기 제 1 보상 조건 및 상기 제 2 보상 조건을 만족하는 경우에 판단되며, 상기 랙 속도 정보의 절대값이 미리 설정된 기준 속도 이하인 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 레벨 결정 단계는,
    상기 랙 포스 정보를 입력으로 재귀 최소 제곱(Recursive-least-squares) 알고리즘을 통해 파라미터를 추정하고, 상기 파라미터를 마찰 레벨로 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 마찰 레벨을 미리 설정된 기준 마찰 레벨과 비교하여, 상기 기준 마찰 레벨 이상인 경우에만 상기 랙 포스 정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기준 마찰 레벨은,
    상온 상태에서 컴플라이언스 존(Compliance zone)에 대응하는 시간 동안 추정된 랙 포스 정보로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 저온 상태가 됨에 따라 증가된 마찰을 감소시키도록 추정된 랙 포스 정보를 보상하여 상기 최종 랙 포스 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 추정된 랙 포스 정보에 기초하여 데드 존(Dead zone) 및 백 래쉬(Back lash) 중 적어도 하나를 포함하는 마찰 보상기를 설정하고, 상기 마찰 보상기를 적용하여 상기 최종 랙 포스 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
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