JP2011011738A - 操舵力制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者別に運転者が希望する操向感が感じられるようにする操舵力制御装置を提供する。
【解決手段】操舵力制御方法及びその装置に関し、運転者のユーザ設定に従って補償値入力部１１０より補償値の入力を受けてトルク信号入力部１２０からのトルク信号をトルク信号補償部１３０で補償し、操舵力制御部１４０で操舵力の制御を遂行する。
【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は操舵力制御方法及びその装置に関し、より詳しくは、運転者別に運転者が希望する操向感が感じられるようにする操舵力制御方法及びその装置に関する。

既存の操向システムでは、車両の速度に従って補助操舵力を相異するように提供することによって、車両の速度が低速であればハンドルを軽くしてくれて運転者がハンドルを容易に操作できるようにし、車両の速度が高速の場合、ハンドルを重くして高速走行時にハンドル急操舵を防止してハンドル操作の便利性と走行安定性を向上させる機能を提供する。

しかしながら、このような既存の操向システムで提供される運転者の操向感は、運転者別に好む適正操舵力の水準が異なるので、全ての運転者に満足ではないという問題点がある。したがって、運転者別に運転者が希望する操向が感じられるようにする操舵力制御技術が要求されているが、このような要求を既存の操向システムでは提供できないものである。

本発明の目的は、運転者別に運転者が希望する操向感が感じられるようにする操舵力制御装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、運転者インターフェースを介してトルク信号補償のための補償値の入力を受ける補償値入力部と、トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力部と、上記補償値に基づいて上記トルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償部と、上記補償トルク信号に基づいて操舵力制御を遂行する操舵力制御部と、を含む操舵力制御装置を提供する。

また、本発明の一実施形態は、運転者インターフェースを介してトルク信号補償のための補償値の入力を受ける補償値入力ステップと、トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力ステップと、上記補償値に基づいて上記トルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償ステップと、上記補償トルク信号に基づいて操舵力制御を遂行する操舵力制御ステップと、を含む操舵力制御方法を提供する。

以上、説明したように、本発明の一実施形態によれば、運転者のユーザ設定に従って補償値の入力を受けてトルク信号を補償し、これを用いて操舵力制御を遂行することによって、運転者別に各自に合う満足な操向感が感じられるようにして、ハンドル操作の利便性を提供することができる効果がある。

本発明の一実施形態に係る操舵力制御装置に対するブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る操舵力制御方法に対するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る操舵力制御方法を用いて７つの補償値に従って生成された補償トルク信号及び電流間の関係グラフを示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素は該他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。

図１は、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００に対するブロック構成図である。

図１に例示的に図示された本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、運転者別に運転者が希望する操向感が感じられるようにトルク信号を補償して操舵力を制御する装置である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、運転者インターフェース（図示せず）を通じてトルク信号補償のための補償値の入力を受ける補償値入力部１１０、トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力部１２０、入力された補償値に基づいて入力されたトルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償部１３０、及び生成された補償トルク信号に基づいて操舵力制御を遂行する操舵力制御部１４０などを含む。

前述した補償値入力部１１０は、ユーザ設定値に従って正数または負数の符号を持つ補償値の入力を受けることができ、入力された補償値の単位は、一例として、パーセント（％）単位値でありうる。例えば、該当運転者が操向感が重過ぎて、運転することに不便感を感じて、１０％程度の操向感を軽くしたければ、−１０％の補償値をユーザ設定により入力すればよい。一方、該当運転者が操向感が軽過ぎて、ハンドル急操舵が発生する不便感を感じて、１５％程度の操向感を重くしたければ、＋１５％の補償値をユーザ設定により入力すればよい。

一方、補償値の入力のために運転者のユーザ設定時、診断装備を用いて設定することができる。このように診断装備を用いてユーザ設定を行なう場合、既存の方法では種々の情報マップ（Map）を用いてユーザ設定をすることにより多くのメモリが必要であり、適切な補償値の入力のためのユーザ設定のチューニングに困難性があったことに比べて、運転者のユーザ設定のための情報マップ（Map）１つだけでも種々の補償値が入力できるユーザ設定が実現可能であるという長所がある。

前述したトルク信号補償部１３０は、入力された補償値に基づいて入力されたトルク信号を補償して補償トルク信号を生成するが、このような補償トルク信号生成の一例として、トルク信号補償部１３０はトルク信号入力部１２０に入力されたトルク信号及び補償値入力部１１０に入力された補償値を掛けて増減トルク信号を獲得し、トルク信号入力部１２０に入力されたトルク信号と獲得された増減トルク信号とを足して補償トルク信号が生成できる。前述した補償トルク信号の例は下記の＜数１＞を用いて生成できる。

上記＜数１＞で、補償値は正数または負数の符号を持つパーセント（％）値であり、したがって、これを用いて得られた増減トルク信号も正数または負数の符号を持つ値である。

前述した操舵力制御部１４０は、前述したトルク信号補償部１３０で生成された補償トルク信号により供給される最大電流が、補償前トルク信号入力部１２０で入力されたトルク信号により供給される最大電流と同一であるように、補助操舵力の大きさを制御して発生させてハンドル操舵力をアシスト（Assist）する操舵力制御を遂行することができる。

例えば、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００を利用しないか、補償値に対するユーザ設定が０（％）の場合、当該運転者は５０ｋｇｆ−ｃｍのトルクを入力することで、この入力トルクで最大電流が供給できることを仮定する。

このような状況に対し、該当運転者がハンドルの操舵力（Steering Effort）が重過ぎると感じて、これによる高い運転疲労感などの不満を有する場合を仮定する。このように、該当運転者が操向感を重過ぎると感じる問題点に対し、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、該当運転者が重過ぎると感じた操向感を軽くすることができる。該当運転者が１０％程度の操向感を軽くするための補償値として−１０（％）値をユーザ設定値に入力するようになれば、操舵力制御装置１００の補償値入力部１１０で−１０（％）値を補償値として入力を受けて、操舵力制御装置１００に含まれたトルク信号補償部１３０は（上記＜数１＞参照）、入力された−１０％の補償値に基づいて５０ｋｇｆ−ｃｍのトルク信号を補償することで、４５ｋｇｆ−ｃｍ（＝５０＊（１＋（−１０／１００））の補償トルク信号を生成し、操舵力制御部１４０はこのように生成された補償トルク信号で最大電流が供給されるように操舵力制御を遂行することによって、該当運転者が既存に比べて１０％程度の軽くなった操向感が感じられるようにする。

他の例として、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００を利用しないとか、補償値に対するユーザ設定が０（％）の場合、該当運転者は５０ｋｇｆ−ｃｍのトルクを入力することで、この入力トルクで最大電流が供給できることを仮定する。このような状況に対し、該当運転者がハンドルの操舵力（Steering Effort）が軽過ぎると感じて、これによって、急操舵がよく発生するなどの安定的な走行に不満を有する場合を仮定する。このように、該当運転者が操向感を軽過ぎると感じる問題点に対し、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、該当運転者が軽過ぎると感じた操向感を重くしてくれることができる。該当運転者が５％程度の操向感を重くするための補償値として＋５（％）値をユーザ設定値に入力するようになれば、操舵力制御装置１００の補償値入力部１１０で＋５（％）値を補償値として入力を受けて、操舵力制御装置１００に含まれたトルク信号補償部１３０は（上記＜数１＞参照）、入力された＋５（％）補償値に基づいて５０ｋｇｆ−ｃｍのトルク信号を補償することで、５２．５ｋｆｇ−ｃｍ（＝５０＊（１＋（＋５／１００））の補償トルク信号を生成し、操舵力制御部１４０は、このように生成された補償トルク信号で最大電流が供給されるように操舵力制御を遂行することによって、該当運転者が既存に比べて５％程度の重くなった操向感が感じられるようにする。

前述したように、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、運転者の希望に従い設定されて入力された補償値に従ってトルク信号を補償し、トルク信号の補償に従って得られた補償トルク信号を用いて運転者が希望する操向感が感じられるように操舵力を制御する。

前述したように、本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００では、トルク信号の補償と、これを通じた操舵力制御が運転者の補償値の設定に従ってなされるため、制御安全性を担保することができる補償値の設定が求められる。

したがって、下記では制御安全性の観点から補償値を設定する方式を例示的に説明する。本発明で例示的に開示する補償値設定方式には、補償値設定安全範囲の以内で補償値が設定できるようにする方式と、操向感の重量感の程度によって予め設定された複数の段階別の補償値のうちから選択して設定できるようにする方式などがありえる。

まず、補償値設定方式のうち、補償値設定安全範囲の以内で補償値が設定できるようにする方式について説明する。

補償値入力部１１０は、運転者が運転者インターフェース（例：車両内の端末機、設定ボタン等）を通じて設定した補償値の入力を受けて、入力された補償値が予め設定された補償値設定安全範囲に含まれるかを判断して、判断結果に従いトルク信号に対して補償可能か否かを制御することができる。

仮に、補償値入力部１１０は、入力された補償値が補償値設定安全範囲に含まれるかに対する判断の結果、入力された補償値が予め設定された補償値設定安全範囲に含まれれば、トルク信号に対する補償が可能であるという命令信号または入力された補償値をトルク信号補償部１３０に伝達して、トルク信号に対する補償がなされるように制御することができる。

仮に、補償値入力部１１０は、入力された補償値が補償値設定安全範囲に含まれるかに対する判断の結果、入力された補償値が予め設定された補償値設定安全範囲に含まれなければ、トルク信号に対する補償が可能でないという命令信号をトルク信号補償部１３０に伝達するか、入力された補償値のトルク信号補償部１３０への伝達を制限して、トルク信号に対する補償がなされないように制御することができる。

一方、補償値入力部１１０は、補償値の入力を受ける前、予め設定された補償値設定安全範囲に対する情報を運転者インターフェースを介して音声出力装置または画面出力装置に出力して、補償値の設定をガイドすることができる。これによって、運転者は自身が希望する操向感の調節のために設定しなければならない補償値の補償値設定安全範囲を確認し、それによって補償値設定安全範囲の以内で特定の正数値または負数値を持つ、自身が希望する補償値を運転者インターフェースを介して設定することができる。

また、補償値入力部１１０は、補償値の入力を受けた後、入力された補償値が予め設定された補償値設定安全範囲に含まれなければ、補償値再設定を誘導するための補償値再設定知らせ情報を運転者インターフェースを介して音声出力装置または画面出力装置に出力することができる。

次に、補償値設定方式のうち、操向感の重量感の程度によって予め設定された複数の段階別の補償値のうちから選択して設定できるようにする方式について説明する。

補償値入力部１１０は、補償値設定安全性が予め検証されて操向感の重量感の程度によって予め設定された複数の段階別の補償値を運転者インターフェースを介して音声出力装置または画面出力装置に出力して運転者に知らせて、これを通じて複数の段階別の補償値のうち、運転者により選択された補償値の入力を受けることができる。

以上、前述した本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Eletronic Control Unit）で具現されることができ、操向システムまたはこれをアシストするアシスト（Assist）制御装置と連動するか、操向システムまたはアシスト制御装置に含まれることもできる。

以下、図１を参照して前述した本発明の一実施形態に従う操舵力制御装置１００が提供する操舵力制御方法について図２のフローチャートを参照して説明する。

図２は、本発明の一実施形態に従う操舵力制御方法に対するフローチャートである。

図２を参照すると、本発明の一実施形態に従う操舵力制御方法は、補償値の入力を受ける補償値入力ステップ（Ｓ２００）と、トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力ステップ（Ｓ２０２）と、補償値に基づいてトルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償ステップ（Ｓ２０４）と、補償トルク信号に基づいて操舵力の制御を遂行する操舵力制御ステップ（Ｓ２０６）などを含む。

前述した補償値入力ステップＳ２００は、一例として、ユーザ設定値によって正数または負数の符号を持つ補償値の入力を受けることができるステップである。このステップ（Ｓ２００）で入力された補償値の単位は、一例として、パーセント（％）単位値でありうる。例えば、該当運転者が操向感が重過ぎて、運転することに不便感を感じて、１０％程度の操向感を軽くしたければ、−１０％の補償値をユーザ設定により入力すればよい。一方、該当運転者が操向感が軽過ぎて、ハンドル急操舵が発生する不便感を感じて、１５％程度の操向感を重くしたければ、＋１５％の補償値をユーザ設定により入力すればよい。

前述したトルク信号補償ステップ（Ｓ２０４）は、入力された補償値に基づいて入力されたトルク信号を補償して補償トルク信号を生成するステップである。このステップ（Ｓ２０４）での補償トルク信号生成の一例として、トルク信号補償ステップ（Ｓ２０４）は、トルク信号入力ステップ（Ｓ２０２）で入力されたトルク信号、及び補償値入力ステップ（Ｓ２００）で入力された補償値を掛けて増減トルク信号を獲得し、トルク信号入力ステップ（Ｓ２０２）で入力されたトルク信号と獲得された増減トルク信号とを足して補償トルク信号を生成できる。前述した補償トルク信号の例は前述した＜数１＞を用いて生成できる。

前述した操舵力制御ステップ（Ｓ２０６）は、前述したトルク信号補償ステップ（Ｓ２０４）で生成された補償トルク信号により供給される最大電流が、補償前のトルク信号入力ステップ（Ｓ２０２）で入力されたトルク信号により供給される最大電流と同一であるように、補助操舵力の大きさを制御して発生させて、ハンドル操舵力をアシスト（Assist）する操舵力制御を遂行することができる。

図３は、本発明の一実施形態に従う操舵力制御方法を用いて７つの補償値に従い生成された補償トルク信号及び電流間の関係グラフを示す図である。

図３の（ａ）〜（ｇ）は、ユーザ設定に従い、−１５％、−１０％、−５％、０、＋５％、＋１０％、及び＋１５％を含む７つの補償値が入力された場合に対し、生成される補償トルク信号とこれに従う電流変化を各々示すグラフである。

補償トルク信号と電流関係グラフである図３の（ａ）〜（ｇ）を参照すると、−１５％、−１０％、−５％、０、＋５％、＋１０％、及び＋１５％補償値の各々に対し、補償トルク信号Ｔａ、補償トルク信号Ｔｂ、補償トルク信号Ｔｃ、補償トルク信号Ｔｄ、補償トルク信号Ｔｅ、補償トルク信号Ｔｆ、補償トルク信号Ｔｇにおいて、全て同一な最大電流（Ｉｍａｘ）が供給できることを確認することができる。

即ち、図３の（ａ）の場合、−１５％の補償値を入力することで、７つの場合に比べて、最も小さな補償トルク信号（Ｔａ）で同一な最大電流（Ｉｍａｘ）を供給することによって、該当運転者は最も軽い操向感を感じることができる。

一方、図３の（ｇ）の場合、＋１５％の補償値を入力することで、７つの場合に比べて、最も大きい補償トルク信号（Ｔ）で同一な最大電流（Ｉｍａｘ）を供給することによって、該当運転者は最も重い操向感を感(ｇ) じることができる。

以上、説明したように、本発明の一実施形態によれば、運転者のユーザ設定に従って補償値の入力を受けてトルク信号を補償し、これを用いて操舵力の制御を遂行することによって、運転者別に各自に合う満足な操向感を感じるようにしてくれて、ハンドル操作の便利性を提供することができる効果がある。

また、本発明の一実施形態によれば、補償値の入力のための運転者のユーザ設定時、診断装備を用いて設定することができ、この場合、運転者のユーザ設定のための情報マップ（Map）１つだけでも種々の補償値が入力できるユーザ設定が実現可能であるという長所がある。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つで結合されるか、結合されて動作することと説明されたとして、本発明が必ずこのような実施形態に限定されるのではない。即ち、本発明の目的範囲内であれば、該全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作することもできる。また、該全ての構成要素が各々１つの独立的なハードウェアで具現できるが、各構成要素のその一部または全部が選択的に組み合わせられて、１つまたは複数個のハードウェアで組み合わせられた一部または全部の機能を遂行するプログラムモジュールを有するコンピュータプログラムとして具現されることもできる。そのコンピュータプログラムを構成するコード及びコードセグメントは、本発明の技術分野の当業者により容易に推論できる。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータが読取ることができる格納媒体（Computer Readable Media）に格納されてコンピュータによって読取され実行されることによって、本発明の実施形態を具現することができる。コンピュータプログラムの格納媒体としては、磁気記録媒体、光記録媒体、キャリアウェーブ媒体などが含まれることができる。

また、以上で記載された“含む”、“構成する”、または“持つ”などの用語は、特別に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在できることを意味するものであるので、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素を更に含むことができることと解釈されるべきである。技術的または科学的な用語を含んだ全ての用語は、異に定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同一な意味を有する。辞典に定義された用語のように、一般的に使われる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的な、または過度に形式的な意味と解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるのではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１００・・・操舵力制御装置
１１０・・・補償値入力部
１２０・・・トルク信号入力部
１３０・・・トルク信号補償部
１４０・・・操舵力制御部

Claims (9)

1. 運転者インターフェースを介してトルク信号補償のための補償値の入力を受ける補償値入力部と、
   トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力部と、
   前記補償値に基づいて前記トルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償部と、
   前記補償トルク信号に基づいて操舵力の制御を遂行する操舵力制御部と、
   を含むことを特徴とする操舵力制御装置。
2. 前記補償値入力部は、
   前記運転者インターフェースを介したユーザ設定値に従って、正数または負数の符号である前記補償値の入力を受けることを特徴とする請求項１に記載の操舵力制御装置。
3. 前記補償値入力部は、
   前記入力された補償値が予め設定された補償値設定安全範囲に含まれるかを判断して、判断結果に従って前記トルク信号に対して補償可能か否かを制御することを特徴とする請求項１に記載の操舵力制御装置。
4. 前記補償値入力部は、
   前記判断結果、前記入力された補償値が前記予め設定された補償値設定安全範囲に含まれれば、前記トルク信号に対する補償が可能であるという命令信号または前記入力された補償値を前記トルク信号補償部に伝達して、前記トルク信号に対する補償がなされるように制御し、
   前記判断結果、前記入力された補償値が前記予め設定された補償値設定安全範囲に含まれなければ、前記トルク信号に対する補償が可能でないという命令信号を前記トルク信号補償部に伝達するか、前記入力された補償値の前記トルク信号補償部への伝達を制限して、前記トルク信号に対する補償がなされないように制御することを特徴とする請求項３に記載の操舵力制御装置。
5. 前記補償値入力部は、
   前記補償値の入力を受ける前、前記予め設定された補償値設定安全範囲に対する情報を前記運転者インターフェースを介して出力して補償値設定をガイドし、
   前記補償値の入力を受けた後、前記入力された補償値が前記予め設定された補償値設定安全範囲に含まれなければ、補償値再設定知らせ情報を前記運転者インターフェースを介して出力することを特徴とする請求項４に記載の操舵力制御装置。
6. 前記補償値入力部は、
   補償値設定安全性が予め検証されて操向感の重量感の程度に従って予め設定された複数の段階別の補償値を前記運転者インターフェースを介して出力し、前記複数の段階別の償値のうちから選択された前記補償値の入力を受けることを特徴とする請求項１に記載の操舵力制御装置。
7. 前記トルク信号補償部は、
   前記入力されたトルク信号及び前記補償値を掛けて増減トルク信号を獲得し、前記入力されたトルク信号と前記獲得された増減トルク信号を足して前記補償トルク信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の操舵力制御装置。
8. 前記操舵力制御部は、
   前記補償トルク信号により供給される最大電流が、補償前の前記トルク信号により供給される最大電流と同一であるように、補助操舵力の大きさを制御して発生させてハンドル
   操舵力をアシスト（Assist）する前記操舵力の制御を遂行することを特徴とする請求項１
   に記載の操舵力制御装置。
9. 運転者インターフェースを介してトルク信号補償のための補償値の入力を受ける補償値入力ステップと、
   トルクセンサからトルク信号の入力を受けるトルク信号入力ステップと、
   前記補償値に基づいて前記トルク信号を補償して補償トルク信号を生成するトルク信号補償ステップと、
   前記補償トルク信号に基づいて操舵力の制御を遂行する操舵力制御ステップと、
   を含むことを特徴とする操舵力制御方法。

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