KR20220033322A - 차량의 조향 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

차량의 조향 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하며, 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크를 산출하는 토크산출부; 토크산출부에서 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 산출하는 토크보정부; 및 토크산출부에서 산출한 자동조향토크 및 토크보정부에서 산출한 보정조향토크를 기반으로 차량의 조향장치를 제어하는 조향제어부;를 포함하는 차량의 조향 제어 시스템이 소개된다.

Description

차량의 조향 제어 시스템 및 방법 {STEERING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 조향 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 MDPS를 통한 운전자의 조향 보조 제어와 차선 유지 보조 제어 사이의 협조 제어에 관한 것이다.
MDPS(Motor Driven Power Steering)는 차량 조향시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 하는 장치이다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해서 판단하고, 이 신호를 MDPS가 받아서 현재 차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다.
주정차 때나 저속운전 때는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 함으로써 차체의 안정성을 유지할 수 있도록 한다.
나아가, 주행 중인 차량이 차선을 이탈할 우려가 있는 경우 MDPS에 조향토크를 발생시킴으로써 차선을 유지하는 LKAS(Lane Keeping Assistance System)는 차량의 속도, 조향각 등을 측정하여 차량이 차선에서 이탈하는 정도에 따라 차선 유지에 요구되는 조향 토크를 MDPS에 전달하여 제어를 요구하는 방식으로 구성되어 있다.
종래 기술에 따른 차량의 조향 제어를 위한 MDPS의 제어 방식으로서 요구되는 제어값을 받아 토크의 명령을 주는 방식 및 조향각의 명령을 주는 방식이 존재하였다.
토크의 명령을 이용하는 방식은 운전자의 조작과의 협력이 자연스럽게 이루어지는 장점이 있고, 조향각의 명령을 이용하는 방식은 외란에 강건한 장점을 갖는다.
다만, 토크의 명령을 이용하는 방식은 외란에 대한 응답 특성에 차이가 발생하는 문제가 있었고, 조향각의 명령을 이용하는 방식은 운전자와 제어기 사이의 제어권 이양시 충격이 발생하는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2135728 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 조향 제어와 운전자의 조작 사이의 자연스러운 제어권 이양이 가능하면서 안정적인 조향 제어가 가능한 기술을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 조향 제어 시스템은 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하며, 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크를 산출하는 토크산출부; 토크산출부에서 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 산출하는 토크보정부; 및 토크산출부에서 산출한 자동조향토크 및 토크보정부에서 산출한 보정조향토크를 기반으로 차량의 조향장치를 제어하는 조향제어부;를 포함한다.
토크산출부는, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받고, 입력 받은 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출할 수 있다.
토크산출부는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치에 요구되는 자동조향토크를 산출할 수 있다.
토크보정부는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크로 산출할 수 있다.
차량의 주행데이터 및 기저장된 데이터는 차량의 각속도이며, 차량의 주행데이터는 차량의 각속도센서를 통해 센싱될 수 있다.
조향제어부는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크를 보조하는 보조조향토크, 산출한 자동조향토크 및 보정조향토크의 합을 추종하도록 차량의 조향장치를 제어할 수 있다.
스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서를 통해 입력조향토크를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크를 기반으로 보조조향토크를 산출하는 어시스트산출부;를 더 포함할 수 있다.
조향제어부는, 입력조향토크가 인가되는 경우 보조조향토크에 점차적으로 증가하는 가중치를 인가하고, 자동조향토크 및 보정조향토크의 합에 점차적으로 감소하는 가중치를 인가할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 조향 제어 방법은 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하는 단계; 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크를 산출하고, 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 산출하는 단계; 및 산출한 자동조향토크 및 보정조향토크를 기반으로 차량의 조향장치를 제어하는 단계;를 포함한다.
요구조향각을 산출하는 단계 이전에, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받는 단계;를 더 포함하고, 요구조향각을 산출하는 단계에서는, 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출할 수 있다.
자동조향토크 및 보정조향토크를 산출하는 단계에서는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치에 요구되는 자동조향토크를 산출할 수 있다.
자동조향토크 및 보정조향토크를 산출하는 단계에서는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크로 산출할 수 있다.
차량의 조향장치를 제어하는 단계에서는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크를 보조하는 보조조향토크, 산출한 자동조향토크 및 보정조향토크의 합을 추종하도록 차량의 조향장치를 제어할 수 있다.
차량의 조향장치를 제어하는 단계 이전에, 스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서를 통해 입력조향토크를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크를 기반으로 보조조향토크를 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
차량의 조향장치를 제어하는 단계에서는, 입력조향토크가 인가되는 경우 보조조향토크에 점차적으로 증가하는 가중치를 인가하고, 자동조향토크 및 보정조향토크의 합에 점차적으로 감소하는 가중치를 인가할 수 있다.
본 발명의 차량의 조향 제어 시스템 및 방법에 따르면, 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 토크 제어에 반영함으로써 외란을 상쇄시키는 효과를 갖는다.
또한, 운전자로부터 입력된 입력조향토크가 발생하는 경우에도 부드러운 제어권 이양이 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템에 따른 제어도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동조향토크 및 보정조향토크의 합과 보조조향토크에 대한 가중치의 그래프를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 방법의 순서도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템에 따른 제어도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템은 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치(40)를 제어할 요구조향각을 산출하며, 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 산출하는 토크산출부(10); 토크산출부(10)에서 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 보정하는 보정조향토크(T_add)를 산출하는 토크보정부(20); 및 토크산출부(10)에서 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 토크보정부(20)에서 산출한 보정조향토크(T_add)를 기반으로 차량의 조향장치(40)를 제어하는 조향제어부(30);를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 토크산출부(10), 토크보정부(20) 및 조향제어부(30)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 시스템은 차량의 자율 주행 또는 운전자 보조 제어(ADAS: Advanced Driver Assistatnce System) 등을 통해 차량의 조향을 제어하는 시스템으로, 특히 차량의 거동을 제어하는 VMC(Vehicle Motion Control) 제어 시스템에 포함될 수 있다.
특히, 차량의 조향 제어 시스템은 MDPS(Motor Driven Power Steering)에 조향토크를 발생시킴으로써 차선을 유지하는 LKAS(Lane Keeping Assistance System)에 의한 자동 조향 모드가 수행될 수 있다. LKAS에는 LKA(Lane Keeping Assist), LFA(Lane Following Assist), HDA(Highway Driving Assist), SPA(Smart Parking Assist), RSPA(Remote Smart Parking Assist) 및 HDP(Highway Driving Pilot) 등의 기술이 적용될 수 있다.
토크산출부(10)는 차량이 주행할 경로를 기반으로 요구조향각을 산출하며, 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 산출할 수 있다. 자동조향토크(T_lkas)는 요구조향각에 따라 기매핑된 맵에 의해 산출될 수 있다.
여기서, 조향장치(40)는 차량의 조향각을 가변시키는 MDPS의 구동모터일 수 있다.
종래 기술에 따르면, 조향제어부(30)는 산출한 자동조향토크(T_lkas)를 기반으로 차량의 조향장치(40)를 제어함으로써 차량의 자율주행에 따른 조향제어를 수행하였다.
특히, 이러한 토크 제어 방식은 LKA, LFA 및 HDA 등에 사용되었으나, 타이어와 노면 사이의 마찰 또는 차량 내부의 구속력 등의 외란에 취약하여 응답 특성이 나쁜 문제가 있었다. 이에 따라, 주행 곡률을 추종하지 못하고 밀리는 현상이 발생하여 조향각이 상대적으로 큰 급조타 영역에서는 사용되기 어려웠다.
이러한 토크 제어 방식에 대비하여, 요구조향각에 따른 조향각속도를 산출하고, 산출한 조향각속도를 추종하도록 조향토크를 제어하는 조향각 제어방식은 SPA, RSPA, HDP 등에 사용되었다. 조향각 제어방식은 외란이 입력되더라도 조향각속도를 추종하도록 제어함으로써 조향각을 유지하는 성능이 좋았다.
그러나 이러한 조향각 제어방식은 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)가 발생하는 경우 제어권 이양시에 스위칭 충격이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 운전자가 조향을 직접 제어하는 수동 조향 모드와 자동 조향 모드의 사이에 천이 단계가 없으므로, 이질감이 발생함과 동시에 조작 상태의 확인이 요구되어 제어모드 변환이 신속하게 이루어질 수 없는 문제가 있었다.
본 발명의 토크보정부(20)는 요구조향각 및 차량의 주행데이터을 기반으로 자동조향토크(T_lkas)에 반영할 보정조향토크(T_add)를 산출하고, 조향제어부(30)는 자동조향토크(T_lkas)에 보정조향토크(T_add)를 적용하여 차량의 조향장치(40)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 보정하는 보정조향토크(T_add)를 토크 제어에 반영함으로써 외란을 상쇄시킴과 동시에 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)가 발생하는 경우에도 부드러운 제어권 이양이 가능한 효과를 갖는다.
토크산출부(10)는, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받고, 입력 받은 주행 경로를 기반으로 조향장치(40)를 제어할 요구조향각을 산출할 수 있다.
특히, 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver) 및 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist)가 0에 근접한 자동 조향 모드에서 토크산출부(10)는 조향장치(40)를 제어할 요구조향각을 산출할 수 있다.
토크산출부(10)는 센서로 차선을 인식함으로써 차량이 현재 주행 중인 차선을 유지하는 주행 경로에 따른 요구조향각을 산출하거나, 또는 네비게이션 등에 의하여 차선을 변경하는 주행 경로에 따른 차량의 요구조향각을 산출할 수 있다. 특히, 토크산출부(10)는 주행 경로에 따라 차량이 추종해야할 곡률을 산출하며, 산출한 곡률에 따라 요구조향각을 산출할 수 있다.
토크산출부(10)는 차량의 주차 제어 등에서 차량이 진입 또는 진출하는 주행 경로에 따른 요구조향각을 산출할 수 있다.
구체적으로 토크산출부(10)는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치(40)에 요구되는 자동조향토크(T_lkas)를 산출할 수 있다.
특히, 토크산출부(10)는 요구조향각에 따라 기매핑된 자동조향토크(T_lkas)를 기반으로 산출한 요구조향각을 추종하기 위한 자동조향토크(T_lkas)를 산출할 수 있다. 조향제어부(30)는 산출한 자동조향토크(T_lkas)로 조향장치(40)를 제어함으로써 차량의 조향각이 요구조향각을 추종할 수 있다.
또한 토크보정부(20)는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크(T_add)로 산출할 수 있다.
특히, 차량의 주행데이터 및 기저장된 데이터는 차량의 각속도이며, 차량의 주행데이터는 차량의 각속도센서(미도시)를 통해 센싱될 수 있다.
각속도센서(미도시)는 차량의 횡방향 각속도를 실시간으로 센싱할 수 있고, 토크보정부(20)는 각속도센서(미도시)에서 센싱한 차량의 각속도와 요구조향각에 따른 기저장된 각속도 사이의 차이를 보정하는 조향토크를 보정조향토크(T_add)로 산출할 수 있다.
이에 따라, 외란에 의해 흔들리는 차량의 각속도가 기저장된 각속도를 추종하는 추종성능이 향상되는 효과를 갖는다.
조향제어부(30)는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist), 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합을 추종하도록 차량의 조향장치(40)를 제어할 수 있다.
운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)가 0인 경우에는 보조조향토크(T_mdps_assist) 또한 0에 수렴하며, 조향제어부(30)는 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합을 추종하도록 차량의 조향장치(40)를 제어하는 자동 조향 모드로 제어할 수 있다.
반면, 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)가 발생되는 경우, 조향제어부(30)는 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist)로 조향장치(40)를 제어하는 수동 조향 모드로 발생할 수 있다.
조향제어부(30)는 자동 조향 모드와 수동 조향 모드 사이의 천이 구간에서 보조조향토크(T_mdps_assist), 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합(T_motor)을 추종하도록 차량의 조향장치(40)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 자동 조향 모드와 수동 조향 모드 사이가 서로 중첩된 천이 구간에서 제어권 이양이 부드럽고 자연스럽게 제어되는 효과를 갖는다.
일 실시예로, 스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서(51)를 통해 입력조향토크(T_driver)를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크(T_driver)를 기반으로 보조조향토크(T_mdps_assist)를 산출하는 어시스트산출부(50);를 더 포함할 수 있다.
어시스트산출부(50)는 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)가 발생되는 경우, 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist)를 산출할 수 있다. 특히, 어시스트산출부(50)는 토크센서(51)를 통해 입력조향토크(T_driver)를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크(T_driver)에 따라 보조조향토크(T_mdps_assist)를 산출할 수 있다.
차량의 조향장치(40)는 조향제어부(30)에 의해 보조조향토크(T_mdps_assist), 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합(T_motor)을 추종하도록 제어될 수 있다.
또한, 이에 따라 조향휠을 회전시키는 MDPS의 Rack에는 보조조향토크(T_mdps_assist), 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합(T_motor)에 입력조향토크(T_driver)가 더해진 T_rack의 토크가 작용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합과 보조조향토크(T_mdps_assist)에 대한 가중치(α)의 그래프를 도시한 것이다.
도 3을 더 참조하면, 조향제어부(30)는, 입력조향토크(T_driver)가 인가되는 경우 보조조향토크(T_mdps_assist)에 점차적으로 증가하는 가중치(α1)를 인가하고, 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합에 점차적으로 감소하는 가중치(α2)를 인가할 수 있다.
조향제어부(30)는 입력조향토크(T_driver) 발생시에는 자동 조향 모드에서 수동 조향 모드로 천이할 수 있다. 조향제어부(30)는 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합과 보조조향토크(T_mdps_assist)에 각각 가중치(α1, α2)를 인가할 수 있다.
수동 조향 모드로 천이하는 경우에는 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist)의 가중치(α1)를 점차적으로 증가시킬 수 있고, 반대로 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합의 가중치(α2)를 점차적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시예로, 보조조향토크(T_mdps_assist)의 가중치와 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합의 가중치의 합은 일정하고, 수동 조향 모드에서는 보조조향토크(T_mdps_assist)의 가중치가 최대이며, 자동 조향 모드에서는 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합의 가중치가 최대일 수 있다.
반대로, 조향제어부(30)는 입력조향토크(T_driver)가 미입력되는 경우 수동 조향 모드에서 자동 조향 모드로 천이할 수 있다. 이 경우, 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist)의 가중치를 점차적으로 감소시킬 수 있고, 반대로 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합의 가중치를 점차적으로 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 부드러운 제어권 이양 및 이에 따른 조향 제어 모드의 천이가 가능한 효과를 갖는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 방법의 순서도이다.
도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 제어 방법은 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치(40)를 제어할 요구조향각을 산출하는 단계(S200); 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 산출하고, 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크(T_lkas)를 보정하는 보정조향토크(T_add)를 산출하는 단계(S300); 및 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)를 기반으로 차량의 조향장치(40)를 제어하는 단계(S500);를 포함한다.
요구조향각을 산출하는 단계(S200) 이전에, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받는 단계(S100);를 더 포함하고, 요구조향각을 산출하는 단계(S200)에서는, 조향장치(40)를 제어할 요구조향각을 산출할 수 있다.
자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)를 산출하는 단계(S300)에서는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치(40)에 요구되는 자동조향토크(T_lkas)를 산출할 수 있다.
자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)를 산출하는 단계(S300)에서는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크(T_add)로 산출할 수 있다.
차량의 조향장치(40)를 제어하는 단계(S500)에서는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크(T_driver)를 보조하는 보조조향토크(T_mdps_assist), 산출한 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합을 추종하도록 차량의 조향장치(40)를 제어할 수 있다.
차량의 조향장치(40)를 제어하는 단계(S500) 이전에, 스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서(51)를 통해 입력조향토크(T_driver)를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크(T_driver)를 기반으로 보조조향토크(T_mdps_assist)를 산출하는 단계(S400);를 더 포함할 수 있다.
차량의 조향장치(40)를 제어하는 단계(S500)에서는, 입력조향토크(T_driver)가 인가되는 경우 보조조향토크(T_mdps_assist)에 점차적으로 증가하는 가중치를 인가하고, 자동조향토크(T_lkas) 및 보정조향토크(T_add)의 합에 점차적으로 감소하는 가중치를 인가할 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 토크산출부 20 : 토크보정부
30 : 조향제어부 40 : 조향장치
50 : 어시스트산출부

Claims (15)

  1. 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하며, 산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크를 산출하는 토크산출부;
    토크산출부에서 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 산출하는 토크보정부; 및
    토크산출부에서 산출한 자동조향토크 및 토크보정부에서 산출한 보정조향토크를 기반으로 차량의 조향장치를 제어하는 조향제어부;를 포함하는 차량의 조향 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    토크산출부는, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받고, 입력 받은 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    토크산출부는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치에 요구되는 자동조향토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    토크보정부는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크로 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    차량의 주행데이터 및 기저장된 데이터는 차량의 각속도이며,
    차량의 주행데이터는 차량의 각속도센서를 통해 센싱된 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    조향제어부는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크를 보조하는 보조조향토크, 산출한 자동조향토크 및 보정조향토크의 합을 추종하도록 차량의 조향장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서를 통해 입력조향토크를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크를 기반으로 보조조향토크를 산출하는 어시스트산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    조향제어부는, 입력조향토크가 인가되는 경우 보조조향토크에 점차적으로 증가하는 가중치를 인가하고, 자동조향토크 및 보정조향토크의 합에 점차적으로 감소하는 가중치를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 시스템.
  9. 차량의 주행 경로를 기반으로 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하는 단계;
    산출한 요구조향각을 기반으로 자동조향토크를 산출하고, 산출한 요구조향각 및 차량의 주행데이터를 기반으로 자동조향토크를 보정하는 보정조향토크를 산출하는 단계; 및
    산출한 자동조향토크 및 보정조향토크를 기반으로 차량의 조향장치를 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 조향 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    요구조향각을 산출하는 단계 이전에, 주행하는 차선을 유지하거나 차선을 변경하기 위한 차량의 주행 경로를 입력 받는 단계;를 더 포함하고,
    요구조향각을 산출하는 단계에서는, 조향장치를 제어할 요구조향각을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    자동조향토크 및 보정조향토크를 산출하는 단계에서는, 산출한 요구조향각을 추종하기 위하여 조향장치에 요구되는 자동조향토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    자동조향토크 및 보정조향토크를 산출하는 단계에서는, 차량의 주행데이터와 산출한 요구조향각에 따른 기저장된 데이터를 기반으로 요구조향각을 추종하기 위해 요구되는 조향토크를 보정조향토크로 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    차량의 조향장치를 제어하는 단계에서는, 운전자로부터 입력된 입력조향토크를 보조하는 보조조향토크, 산출한 자동조향토크 및 보정조향토크의 합을 추종하도록 차량의 조향장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    차량의 조향장치를 제어하는 단계 이전에, 스티어링휠과 연결된 컬럼에 장착된 토크센서를 통해 입력조향토크를 센싱하고, 센싱한 입력조향토크를 기반으로 보조조향토크를 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    차량의 조향장치를 제어하는 단계에서는, 입력조향토크가 인가되는 경우 보조조향토크에 점차적으로 증가하는 가중치를 인가하고, 자동조향토크 및 보정조향토크의 합에 점차적으로 감소하는 가중치를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향 제어 방법.
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