KR101165112B1 - 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치 - Google Patents

자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치에 관한 것이다.
본 발명은 차량용 주차보조장치에 있어서, 주차 가능 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출하며, 엔진으로부터 차속을 입력받아 랙바를 제어하도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하는 자동주차 시스템 및 상기 랙바 제어 신호를 수신한 후 자동 주차 모드인 경우 조향 기어비를 차속에 무관하게 제 1 조향 기어비로 유지하는 AFS 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 자동주차 모드가 동작하는 경우, 자동 주차 시스템은 주차 가능 공간을 파악하고 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바를 움직이도록 제어하며, AFS 시스템은 자동주차 모드를 인지하고 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하거나 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어함으로써, 자동주차시 조향휠의 회전으로 인해 운전자가 다치거나 놀라는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
자동주차, 조향 기어비, 주차보조장치, 차속

Description

자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치{Parking Assist Apparatus of Vehicle for Maintaining Steering Gear Ratio in Automatic Parking}
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 포함한 조향 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하는 차량용 주차보조장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 자동 주차시 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하는 차량용 주차보조장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 제 1 조향 기어비 및 제 2 조향 기어비를 나타내기 위한 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 주차보조장치 102: 조향휠
103: 조향축 106: 피니언 축
108: 랙바 110: 자동주차 시스템
120: AFS 시스템 130: 전동식 조향 시스템
본 발명은 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동주차 모드가 동작하는 경우, 자동 주차 시스템은 주차 가능 공간을 파악하고 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바를 움직이도록 제어하며, AFS 시스템은 자동주차 모드를 인지하고 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하거나 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 적용되는, 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)를 이용하여 차량의 속도에 따라 차량 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 조향 시스템은, 기존의 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 보조 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)에 유압을 조정하는 전자제어밸브가 추가되어 어시스트량을 조절하는 전자제어 파워 조향 시스템과 순수한 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절하는 전동식 동력 보조 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)로 구분된다.
종래에는 운전자가 주차 공간에 차량을 주차하기 어려워하는 문제를 해결하기 위한 자동 주차 시스템이 있다.
여기서, 자동 주차 시스템은 카메라를 이용하여 주차 영역을 탐색하여 주차 영역이 비어 있는지를 확인하고, 확인 결과 주차 영역이 비어 있는 경우, 주차 라인의 모서리를 검출하고, 거리감지센서를 이용하여 모서리의 좌표를 획득한 후 주차 공간과 차량의 크기를 비교하여 주차가 가능한지의 여부를 파악하고, 주차가 가능하다고 판단되면 주차 라인의 형태를 판단하고, 주차 라인의 형태에 따라 주차 차량의 방향을 설정하고, 주차 차량의 방향과 현재 차량의 위치를 바탕으로 주차 궤도를 산출한 후 주차 궤도에 따라 차량을 자동 주차하는 기능을 수행하는 시스템이다.
이러한, 종래의 자동 주차 시스템은 사용자가 자동 주차를 하고자 하는 경우, 자동 주차 버튼을 누르게 되면 전술한 바와 같이 주차 가능 공간을 파악하고, 주차 궤도를 산출하는 기능을 수행하게 되는데, 이 과정에서 차량의 핸들(조향휠)은 자동 주차 시스템에 의해 자동으로 제어되지만, 차량의 엑셀 및 브레이크는 운전자가 직접 제어해야 한다.
한편, 조향 시스템에 운전자의 조타 입력에 대한 출력 각도를 가변시켜 주는 AFS(Active Front Steering) 시스템이 적용되어 차량의 거동을 보다 안전화시키고 있다.
여기서, 종래의 AFS 시스템은 AFS 제어기에서 각종 센서(조향각 센서, 차속 센서, 횡가속도 센서 요 레이트 센서(Yaw Rate Senser) 등)로부터 차량의 상태 정보를 입력받은 후 능동 조향 메카니즘을 작동시켜 차속 등에 따라 조향 기어비를 가변함으로써 최적의 전류 조타각을 제어하는 기능을 수행한다.
즉, AFS 시스템은 차량이 정지 상태인 경우 조향휠(핸들)을 조금만 움직여도 조향 기어비에 따라 차량의 바퀴가 많이 움직이도록 제어하며. 차량이 고속 상태로 주행 중인 경우에는 조향 기어비에 따라 조향휠(핸들)을 많이 움직여도 차량의 바퀴가 조금만 움직이도록 제어하는 것이다.
예를 들어서, 차량이 정지 상태인 경우 운전자가 주차를 하기 위해 조향휠(핸들)을 일측 방향으로 약 두 바퀴(약 540°) 반 정도만 회전하면 AFS 시스템에 의해 차량의 바퀴는 일측의 최대 출력각까지 이동하나, 차량이 고속인 상태로 주행 중인 경우 운전자가 조향휠(핸들)을 약 네 바퀴(약 1000°)정도를 회전해야지만 AFS 시스템에 의해 차량의 바퀴가 좌측의 최대 출력각까지 이동하는 것이다.
하지만, 종래의 AFS 시스템은 자동 주차 시스템에 의해 자동 주차가 이루어지는 경우 차량이 정차해 있을 때와 동일하게 조향휠(핸들)을 제어하기 때문에 차량의 조향휠(핸들)은 약 540°정도로 회전하게 된다. 즉, 종래의 AFS 시스템은 자동 주차 모드가 적용된 경우 차량이 정지한 경우와 동일하게 약 540°정도를 회전하게 되며, 운전자가 핸들에 손을 올려놓고 있는 경우 놀라거나 다칠 위험이 발생하는 것이다.
따라서, 자동 주차시 실제 차량의 조향과 관계없이 조향휠(핸들)이 일정 각 도만 조향되도록 하는 기술이 필요하나 이러한 기술은 아직까지 제공되지 않고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 자동주차 모드가 동작하는 경우, 자동 주차 시스템은 주차 가능 공간을 파악하고 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바를 움직이도록 제어하며, AFS 시스템은 자동주차 모드를 인지하고 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하거나 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량용 주차보조장치에 있어서, 주차 가능 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출하며, 엔진으로부터 차속을 입력받아 랙바를 제어하도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하는 자동주차 시스템 및 상기 랙바 제어 신호를 수신한 후 자동 주차 모드인 경우 조향 기어비를 차속에 무관하게 제 1 조향 기어비로 유지하는 AFS 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 차량용 주차보조장치에 있어서, 주차 가능 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출하며, 엔진으로부터 차속을 입력받아 랙바를 제어하도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하는 자동주차 시스템 및 상기 랙바 제 어 신호를 수신하며, 자동 주차 모드인 경우 상기 엔진으로부터 상기 차속을 입력받은 후 상기 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하는 AFS 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 포함한 조향 시스템의 개략적인 구성도이다.
일반적인 조향 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 조향휠(102), 조향축(104), 피니언 축(106) 및 랙바(108)를 포함하며, 도 1에 도시된 바와 같이 조향휠(102), 조향축(104), 피니언 축(106) 및 랙바(108)가 연결되어 있으며, 조향휠(102)의 회전에 따라 조향축(103) 및 피니언 축(106)에 동력을 전달하여 랙바(108)를 축 방향으로 운동하도록 하여 바퀴를 축 방향으로 움직이는 원리로 동작한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 주차보조장치(100) 는 자동주차 시스템(Automatic Parking System)(110) 및 AFS 시스템(Active Front Steering System)(120)을 포함한다.
자동주차 시스템(110)은 자동주차 모드가 입력되는 경우, 주차 가능 공간을 파악하고 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바(108)를 움직이도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하는 기능을 수행한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동주차 시스템(110)은 랙바 제어 신호를 전동식 조향 시스템(130) 뿐만 아니라 AFS 시스템(120)으로 추가로 전송하는 기능을 수행한다. 여기서, 자동주차 시스템(110)의 구체적인 설명은 아래 도 2 및 도 3을 통해서 하도록 한다.
AFS 시스템(120)은 운전자의 조타 입력에 대한 조향 기어비(이하,
Figure 112007028821675-pat00001
로 정의함.)를 가변시킴으로써 차량의 거동을 보다 안전화시키는 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 AFS 시스템(120)은 자동 주차 시스템(110)으로부터 랙바 제어 신호를 수신하여 차량이 자동 주차 모드인 것을 인지하며, 차속 및 주차 궤적에 관계없이 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하도록 제어하는 기능을 수행한다. 여기서, AFS 시스템(120) 및 제 1 조향 기어비에 대한 구체적인 설명은 아래 도 2 및 도 5을 통해서 하도록 한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 AFS 시스템(120)은 자동 주차 시스템(110)으로부터 랙바 제어 신호를 수신하여 차량이 자동 주차 모드인 것을 인지하 며, 엔진으로부터 차속을 수신한 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하는 기능을 수행한다. 여기서, AFS 시스템(120) 및 제 2 조향 기어비에 대한 구체적인 설명은 아래 도 2 및 도 5을 통해서 하도록 한다.
전동식 조향 시스템(Electric Power Steering System)(130)은 조향휠(102)이 회전하여 토크가 발생되면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공하는 기능을 수행한다. 전동식 조향 시스템(130)에 대한 구체적인 설명은 아래 도 2를 통해 하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
자동주차 시스템(110)은 자동주차 제어기(210), 카메라(미도시) 및 각종 센서(거리감지 센서 등)를 포함하여 구성된다.
자동주차 제어기(210)는 카메라를 이용하여 주차 영역을 탐색하여 주차 영역이 비어 있는지를 확인하고, 확인 결과 주차 영역이 비어 있는 경우, 주차 라인의 모서리를 검출하고, 거리감지센서를 이용하여 모서리의 좌표를 획득한 후 주차 공간과 차량의 크기를 비교하여 주차가 가능한지의 여부를 파악하고, 주차가 가능하다고 판단되면 주차 라인의 형태를 판단하고, 주차 라인의 형태에 따라 주차 차량의 방향을 설정하고, 주차 차량의 방향과 현재 차량의 위치를 바탕으로 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바(108)를 움직이도 록 제어하는 랙바 제어 신호를 생성하는 기능을 수행하는 것으로, 이러한 주차 궤적 산출 및 랙바 제어 신호 생성 등은 종래의 자동주차 시스템에 적용되는 기술은 이용할 수 있으므로 더 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 자동주차 시스템(110)은 랙바 제어 신호를 AFS 시스템(120)으로 전송하는 기능을 추가로 수행한다. 여기서, 자동주차 시스템(110)은 AFS 시스템(120)과 캔 통신(CAN: Controller Area Network)으로 연결되는 것이 바람직하나 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 통신 방식으로 연결이 가능할 것이다.
본 발명에서 이용되는 캔 통신이란 여러 개의 제어기를 병렬로 연결하여 데이터를 주고 받는 통신방법으로서, 각각의 제어기는 가지고 있는 데이터를 계속해서 다른 제어기로 송신하고, 상대편 제어기로부터 수신한 데이터를 우선순위에 따라 처리하는 방식으로 다량의 정보를 공유할 수 있다. 또한, 물리적으로 2개의 통신선을 사용하므로 흔히 BUS A 와 BUS B라고 부르며, BUS A와 BUS B의 전압 차이로 데이터를 읽기 때문에 2개의 선 중에서 1개라도 단선이 되면 통신이 불가능 하다는 특징이 있는 통신 방식이다.
AFS 시스템(120)은 AFS 제어기(220) 및 각종 센서(미도시)(조향각 센서, 차속 센서, 횡가속도 센서 및 요 레이트 센서(Yaw Rate Senser) 등)를 포함하여 구성된다.
AFS 제어기(220)는 각종 센서(조향각 센서, 차속 센서, 횡가속도 센서 및 요 레이트 센서(Yaw Rate Senser) 등)로부터 차량의 상태 정보를 입력받은 후 능동 조 향 메카니즘을 작동시켜 최적의 전류 조타각을 산출하여 조향휠(102)을 제어하는 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 AFS 제어기(220)는 위와 같은 종래의 조향 기어비 가변 기능 이외에 자동 주차 시스템(110)으로부터 랙바 제어 신호를 수신한 후 차량이 자동 주차 모드로 동작하고 있음을 인지하며, 차속 및 주차 궤적이 상관없이 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하도록 제어하는 기능을 수행한다.
예를 들어서, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이 최대 출력각을 내기 위하여(즉, 일측으로 최대 조향시) 조향휠(102)이 약 반 바퀴(약 50°) 정도만 움직이게 되나, 실제 차량 바퀴의 조향각(출력 조향각)은 자동주차 시스템(110)에 의해 주차 궤적(최대 출력각)만큼 조향되는 것이다. 따라서, 운전자는 자동 주차시 주차 궤적(최대 출력각)에 따른 조향휠(102)의 조향각을 거의 인지하지 못하는 것이다.
또한, 제 1 조향 기어비의 설정범위는 도 5에 도시한 바와 같이 입력 조향각에 대한 출력 조향각으로서 정차시 조향 기어비(도 5의 약 1)를 초과하여 설정되는 것이 바람직하나 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 제 1 조향 기어비의 적용범위를 다양하게 수정하거나 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 AFS 제어기(220)는 자동 주차 시스 템(110)으로부터 랙바 제어 신호를 수신한 후 차량이 자동 주차 모드로 동작하고 있음을 인지하며, 엔진으로부터 차속을 수신한 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하는 기능을 수행한다.
예를 들어서, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라 차량이 정치(0 km)인 경우 제 1 조향 기어비를 8로 가정하고, 차량이 10 km일때의 제 2 조향 기어비를 2로 가정한 경우, 운전자가 엑셀을 밟아 차량이 5 km로 동작하는 경우 AFS 시스템(120)은 엔진으로부터 5 km(차속)을 수신한 후 5 km(차속)에 비례하는 조향 기어비(4)를 제 1 조향 기어비(8)와 제 2 조향 기어비(2)사이에서 변화하는 것이다.
여기서, 제 2 조향 기어비의 설정범위는 도 5에 도시한 바와 같이 입력 조향각에 대한 출력 조향각으로서, 통상적인 AFS 시스템(120)의 정차시 조향 기어비를 초과하며 제 1 조향 기어비 미만으로 설정되는 것이 바람직하나 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 제 2 조향 기어비의 적용범위를 다양하게 수정하거나 변형하여 적용 가능할 것이다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 AFS 시스템(120)은 자동주차 시스템(110)과 캔 통신으로 연결되는 것이 바람직하나 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 통신 방식으로 연결이 가능할 것이다.
전동식 조향 시스템(130)은 EPS 제어기(230), 각종 센서부(미도시)(조향각 센서, 토크 센서 등), 모터를 포함하여 구성된다.
EPS 제어기(230)는 각종 센서부로부터 신호를 수신하여 자동차의 주행 상태를 파악한 후 모터에 흐르는 전류량을 조절함으로써 모터의 구동을 제어하는 역할을 수행한다.
EPS 제어기(230)는 운전자가 조향휠(102)에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 각종 센서부로부터 수신하고, 수신된 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하여 모터 및 벨트를 매개로 모터에서 발생한 보조 동력을 랙바(108)로 전달한다.
따라서, 전동식 조향 시스템(130)은 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙-피니언 기구부(108)를 거쳐서 랙바(108)에 전달하게 되고, 발생된 토크에 따라 모터에서 발생한 보조 동력이 벨트식 전동장치에 의해 랙바의 볼 스크류부를 거쳐서 랙바(108)에 전달되도록 동작하여 발생된 토크와 모터에서 발생한 보조 동력이 합쳐져서 랙바(108)가 축 방향으로 운동되도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 자동 주차시 조향 기어비 제 1 조향 기어비로 유지하는 차량용 주차보조장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
자동주차 시스템(110)은 자동주차 모드가 입력되었는지의 여부를 확인한다(S310).
즉, 운전자는 자동주차를 하고자하는 경우 차량에 장착된 자동주차 버튼을 누르게 되며, 자동주차 시스템(110)은 차종주차 모드가 입력된 것으로 인지하는 것이다.
단계 S310의 확인결과, 자동주차 모드가 입력되는 경우, 자동주차 시스템(110)은 주차가 가능한 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출한다(S320).
예를 들어서, 자동주차 시스템(110)은 카메라를 이용하여 주차 영역을 탐색하여 주차 영역이 비어 있는지를 확인하고, 확인 결과 주차 영역이 비어 있는 경우, 주차 라인의 모서리를 검출하고, 거리감지센서를 이용하여 모서리의 좌표를 획득한 후 주차 공간과 차량의 크기를 비교하여 주차가 가능한지의 여부를 파악하고, 주차가 가능하다고 판단되면 주차 라인의 형태를 판단하고, 주차 라인의 형태에 따라 주차 차량의 방향을 설정하고, 주차 차량의 방향과 현재 차량의 위치를 바탕으로 주차 궤도를 산출하는 것이다.
여기서, 자동주차 시스템(110)에서 주차 가능 공간 파악 및 주차 궤적을 산출하는 것에 대한 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형하여 적용이 가능할 것이다.
한편, 단계 S310의 확인 결과, 자동주차 모드가 선택되지 않은 경우, 차량은 통상적인 전동식 조향 시스템(130) 모드로 동작한다(S324).
즉, 자동주차 모드가 선택되지 않은 경우는 운전자가 수동으로 운전을 하는 상태이므로 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙바(108)에 전달되므로, 전 동식 조향 시스템(130)은 발생된 토크에 따라 모터에서 발생한 보조 동력이 랙바(108)에 전달되도록 동작하여 랙바(108)를 축 방향으로 운동하도록 한다.
자동주차 시스템(110)은 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 주차 궤적만큼 랙바(108)를 움직이도록 하는 랙바 제어 신호를 생성한다(S330).
예를 들어서, 자동주차 시스템(110)에서는 주차 궤적을 자동으로 산출하여 조향은 자동으로 수행 하지만, 차량을 주차하기 위해서는 운전자가 직접 엑셀 및 브레이크를 밝아서 차량을 움직여야 하므로, 자동주차 시스템(110)은 주차가 가능한 주차 궤적을 산출한 후 운전자가 엑셀을 밟아 차량을 구동시키는 경우 엔진으로부터 차속을 입력받게 되고, 주차 궤적에 따른 랙바 제어 신호를 생성하게 되는 것이다.
자동주차 시스템(110)은 생성한 랙바 제어 신호를 전동식 조향 시스템(130) 및 AFS 시스템(120)으로 전송한다(S340).
즉, 전동식 조향 시스템(130)은 수신한 랙바 제어 신호에 따라 랙바를 움직이도록 제어하는 기능을 수행한다.
AFS 시스템(120)은 랙바 제어 신호를 수신한 후 차량이 자동 주차 모드로 동작하는 것을 인지한다(S350).
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 AFS 시스템(120)은 차속 및 주차 궤적에 상관없이 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지한다(S360).
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라 조향 기어비가 제 1 조향 기어비로 유지하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이 입력 조향각(즉, 핸들의 조향각) 약 반 바 퀴(약 50°) 정도만 회전되는 것이나, 출력 조향각(즉, 차량 바퀴의 조향각)은 자동주차 시스템(110)에 의해 주차 궤적만큼 회전하는 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 자동 주차시 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하는 차량용 주차보조장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
자동주차 시스템(110)은 자동주차 모드가 입력되었는지의 여부를 확인한다(S410).
단계 S410의 확인결과, 자동주차 모드가 입력되는 경우, 자동주차 시스템(110)은 주차가 가능한 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출한다(S420).
즉, 자동주차 시스템(110)은 카메라를 이용하여 주차 영역을 탐색하여 주차 영역이 비어 있는지를 확인하고, 확인 결과 주차 영역이 비어 있는 경우, 주차 라인의 모서리를 검출하고, 거리감지센서를 이용하여 모서리의 좌표를 획득한 후 주차 공간과 차량의 크기를 비교하여 주차가 가능한지의 여부를 파악하고, 주차가 가능하다고 판단되면 주차 라인의 형태를 판단하고, 주차 라인의 형태에 따라 주차 차량의 방향을 설정하고, 주차 차량의 방향과 현재 차량의 위치를 바탕으로 주차 궤도를 산출하는 것이다.
한편, 단계 S410의 확인 결과, 자동주차 모드가 선택되지 않은 경우, 차량은 통상적인 전동식 조향 시스템(130) 모드로 동작한다(S424).
즉, 자동주차 모드가 선택되지 않은 경우는 운전자가 수동으로 운전을 하는 상태이므로 조향휠(102)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙바(108)에 전달되므로, 전 동식 조향 시스템(130)은 발생된 토크에 따라 모터에서 발생한 보조 동력이 랙바(108)에 전달되도록 동작하여 랙바(108)를 축 방향으로 운동하도록 한다.
자동주차 시스템(110)은 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 주차 궤적만큼 랙바(108)를 움직이도록 하는 랙바 제어 신호를 생성한다(S430).
즉, 자동주차 시스템(110)에서는 주차 궤적을 자동으로 산출하게 되나, 차량을 주차하기 위해서는 운전자가 직접 엑셀 및 브레이크를 밝아서 차량을 움직여야 하므로, 자동주차 시스템(110)은 주차가 가능한 주차 궤적을 산출한 후 운전자가 엑셀을 밟아 차량을 구동시키는 경우 엔진으로부터 차속을 입력받게 되고, 주차 궤적에 따른 랙바 제어 신호를 생성하게 되는 것이다.
자동주차 시스템(110)은 생성한 랙바 제어 신호를 전동식 조향 시스템(130) 및 AFS 시스템(120)으로 전송한다(S440).
AFS 시스템(120)은 랙바 제어 신호를 수신한 후 차량이 자동 주차 모드로 동작하는 것을 인지한다(S450).
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 AFS 시스템(120)은 엔진으로부터 차속을 수신한 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화한다(S460).
예를 들어서, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라 차량이 정차(0 km)인경우 제 1 조향 기어비를 8로 가정하고, 차량이 10 km일때의 제 2 조향 기어비를 2로 가정한 경우, 운전자가 엑셀을 밟아 차량이 5 km로 동작하는 경우 AFS 시스템(120)은 엔진으로부터 5 km(차속)을 수신한 후 5 km(차속)에 비례하는 조향 기어 비(4)를 제 1 조향 기어비(8)와 제 2 조향 기어비(2)사이에서 변화하는 것이다.
따라서, 자동 주차시 차량이 정지시에는 제 1 조향 기어비(8)에 의해 조향휠이 거의 조향 되지 않으며, 차량의 차속이 조금씩 증가하면 조향휠이 차속에 비례하여 조금씩 조향되는 것이며, 운전자는 조향휠의 조향에 따라 차량의 속도감을 인지할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 제 1 조향 기어비 및 제 2 조향 기어비를 나타내기 위한 예시도이다.
일반적으로 도 5에 도시된 바와 같이 차량이 정지 상태인 경우 조향 기어비에 의해 입력 조향각(즉, 핸들의 조향각)을 좌측 방향으로 약 두 바퀴 반(약 540°) 정도만 회전하면 AFS 시스템에 의해 출력 조향각(즉, 차량 바퀴의 조향각)은 최대 출력각까지 회전한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 차량이 고속으로 주행 중인 경우 조향 기어비에 의해 입력 조향각(즉, 핸들의 조향각)을 좌측 방향으로 약 네 바퀴(약 1000°)정도를 회전해야지만 AFS 시스템에 출력 조향각(즉, 차량 바퀴의 조향각)은 최대 출력각까지 회전한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 제 1 조향 기어비의 설정범위는 도 5에 도시한 바와 같이 입력 조향각에 대한 출력 조향각으로서 통상적인 AFS 시스템(120)의 정차시 조향 기어비(도 5에서 약 1)를 초과하여 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 제 2 조향 기어비의 설정범위 는 도 5에 도시한 바와 같이 통상적인 AFS 시스템(120)의 정차시 조향 기어비(도 5에서 약 1)를 초과하며 제 1 조향 기어비 미만이 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동주차 모드가 동작하는 경우, 자동 주차 시스템은 주차 가능 공간을 파악하고 주차 궤도를 산출한 후 엔진으로부터 차속을 입력받아 주차 궤적만큼 랙바를 움직이도록 제어하며, AFS 시스템은 자동주차 모드를 인지하고 조향 기어비를 제 1 조향 기어비로 유지하거나 엔진으로부터 차속을 입력받은 후 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어함으로써, 자동주차시 조향휠의 회전으로 인해 운전자가 다치거나 놀라는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 차량용 주차보조장치에 있어서,
    주차 가능 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출하며, 엔진으로부터 차속을 입력받아 랙바를 제어하도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하여 능동 전륜 조향(Active Front Steering; AFS) 시스템으로 전송하는 자동주차 시스템 및
    상기 랙바 제어 신호를 수신한 후 자동 주차 모드인 경우, 입력 조향각에 대한 출력 조향각인 조향 기어비가 차속에 무관하게 정차시 조향 기어비를 초과하는 값을 가지는 제 1 조향 기어비가 되도록 유지하는 AFS 시스템
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동주차 시스템 및 상기 AFS 시스템은 상호 간에 캔(CAN: Controller Area Network) 통신 방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치.
  4. 차량용 주차보조장치에 있어서,
    주차 가능 공간을 파악한 후 주차 궤적을 산출하며, 엔진으로부터 차속을 입력받아 랙바를 제어하도록 하는 랙바 제어 신호를 생성하여 능동 전륜 조향(Active Front Steering; AFS) 시스템으로 전송하는 자동주차 시스템 및
    상기 랙바 제어 신호를 수신하며, 자동 주차 모드인 경우 상기 엔진으로부터 상기 차속을 입력받은 후 상기 차속에 비례하여 조향 기어비를 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비 사이에서 변화하도록 제어하되, 상기 제 1 조향 기어비와 제 2 조향 기어비는 정차시 조향 기어비를 초과하는 AFS 시스템
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 조향 기어비 및 상기 제 2 조향 기어비는
    입력 조향각에 대한 출력 조향각으로서 정차시 조향 기어비를 초과하며, 상기 제 2 조향 기어비는 상기 제 1 조향 기어비 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 자동주차 시스템 및 상기 AFS 시스템은 상호 간에 캔 통신 방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 자동 주차시 조향 기어비를 유지하는 차량용 주차보조장치.
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