The electric steering system has replaced hydraulic steering system in most vehicles in the passenger car market. The electric steering system is controlled based on the 'torque map' which defines as the nonlinear map between the driver torque and assist torque of the motor. However, this torque map requires stabilization control logic to stabilize the system and various additional logic that can exhibit dynamic steering characteristics. This torque map-included control logic makes it difficult to analyze the stability of the system, and the tuning of the steering torque characteristic. Therefore, in this study, to overcome the limitation of the conventional electric steering controller, we propose a controller that is separated into a logic to generate steering feeling and a feedback logic to implement the generated steering sense to the driver. The steering torque feedback control logic designed based on the system model allows arbitrary steering characteristics to be transmitted to the driver and steering characteristic model defines the steering torque that the driver should feel in a given situation. The performance and feasibility of the proposed controller are verified by extracting the steering characteristics of an arbitrary vehicle and implementing it as a steering characteristic model so that the driver can feel it. Through this study, it is possible to provide a framework for studying the generalized steering characteristics.
전동식 조향장치는 승용차 시장에서 대부분의 차량에 유압식 조향장치를 대체하여 적용되었다. 전동식 조향장치의 제어는 운전자의 토크와 모터의 보조 토크를 비선형 함수로 정의한 ‘토크맵’을 기반으로 제어되고 있다. 기존의 전동식 조향장치의 제어기는 토크맵을 포함하여 시스템의 안정성을 확보하기 위한 안정화 제어기를 설계한 후 다양한 동적 조향특성을 구현하기 위하여 부가로직을 덧붙여 사용한다. 하지만 비선형 토크맵를 내부에 가지고 있는 제어기는 그 성능을 분석하기 어렵고, 조향특성 튜닝과 제어기의 성능 문제가 서로 오버랩되어 있다는 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 전동식 조향장치 제어기의 한계를 극복하기 위해, 조향특성을 생성하는 로직과 생성된 조향특성을 운전자에게 구현하여 전달하는 로직으로 분리된 제어기를 제시하고자 한다. 시스템 모델을 기반으로 설계된 조향토크 피드백 제어로직을 통하여 임의의 조향특성을 운전자에게 전달할 수 있도록 하고, 조향특성 모델을 통하여 주어진 상황에서 운전자가 느껴야 할 조향토크를 정의해 주도록 한다. 임의의 차량의 조향특성을 추출하여 조향특성 모델로 구현하여 운전자가 느낄 수 있도록하여 제안된 제어기의 성능과 가능성을 검증한다. 본 연구를 통해 기존의 토크맵과 부가로직으로 제한된 형태가 아닌 일반화된 조향특성에 대한 연구를 할 수 있는 기반을 제공할 수 있도록 한다.
