KR101757321B1 - 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 관한 것으로, 지능형 주차 보조 시스템에서 전송한 목표 요구값을 판단하여 과도한 목표요구값인 경우 목표제한 각속도에 의해 완충된 신호를 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)로 발생시킴으로써 전동식 동력 보조 조향장치의 과도 응답으로 인한 손상을 방지할 수 있으며, 운전자의 이질감과 모터의 진동을 감소할 수 있다.

Description

차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치{SMART PARKING ASSISTANT CONTROL APPARATUS OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)으로부터 과도한 제어목표 요구량이 입력되더라도 전동식 동력 보조 조향장치의 응답을 완화시켜 장치의 손상을 방지하고 진동을 저감시킬 수 있도록 한 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 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(Motor Driven Power Steering Apparatus: MDPS)로 구분된다.
종래에는 운전자가 주차 공간에 차량을 주차하기 어려워하는 문제를 해결하기 위한 지능형 주차 보조 시스템(Smart Parking Assistant System: SPAS)이 있다.
여기서, 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)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 산출한 후 주차 궤도에 따라 차량을 자동 주차하는 기능을 수행하는 시스템이다.
이러한, 종래의 지능형 주차 보조 시스템(SPAS: 2)은 도 1에 도시된 바와 같이 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)와 CAN 통신을 통해 협조 제어를 수행함으로써 자동 주차를 위한 조향이 이루어지게 하고 상호 제어상태를 확인함으로써 오동작을 방지하도록 한다. 이를 위해, 상기 지능형 주차 보조 시스템(SPAS: 2)로부터 요구 조향각신호를 수신하여 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)의 조향각과 조향각속도를 제어하는 협조제어기(4)가 구비되어져 있다.
그러나, 종래의 시스템에서는 상기 지능형 주차 보조 시스템(SPAS: 2)으로부터 과도한 제어목표 요구량이 상기 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)로 전송되게 되면, 그 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)가 과도하게 응답하게 되어 지속적인 발생시 상기 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)에 심한 손상이 가해질 수 있다는 문제가 있었다.
더불어, 외부 입력에 의한 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)의 급격한 변동시 운전자에게 이질감을 줄 수 있으며, 모터에서 진동이 발생될 수 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)으로부터 과도한 제어목표 요구량이 입력되더라도 전동식 동력 보조 조향장치의 응답을 완화시켜 장치의 손상을 방지하고 진동을 저감시킬 수 있도록 한 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치는, 자동 주차를 위한 요구 조향각 신호를 발생하는 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)과 통신하면서 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)로 토크신호를 발생하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 있어서, 상기 SPAS로부터 인가된 요구 조향각 신호를 통해 각가속도를 연산하고 그 각가속도값이 과다요구 제한값을 초과하는 지를 판단하여, 과다요구 제한값 초과시 목표속도 제한값을 재설정하여 목표제한 각속도를 감소시키는 것을 특징으로 하되, 상기 SPAS로부터 요구 조향각 신호를 인가받는 요구 조향각 입력부와; 휠 조향각과 요구 조향각과의 차이를 구하는 제 1감산기와; 휠 조향위치를 제어하는 위치제어부와; 상기 요구 조향각 입력부로부터 인가된 요구 조향각신호를 통해 과다한 요구값인지를 판단하고 목표 속도를 저감시키는 목표 요구량 재처리부와; 상기 목표 요구량 재처리부로부터 인가된 목표속도 제한값을 설정하는 목표속도 제한값 설정부와; 모터 각속도와 목표각속도와의 차이값을 구하는 제 2 감산기와; 상기 제 2 감산기로부터 인가된 신호에 의해 속도를 제어하는 속도제어부와; 상기 속도제어부로부터 인가된 각속도를 토크로 환산처리하는 MDPS 토크제어부를 포함하고, 상기 목표 요구량 재처리부는 목표각을 입력받는 목표각 입력부와; 상기 목표각 입력부로부터 인가된 목표각을 통해 목표각속도를 연산하는 목표 각속도 연산부와; 목표 각속도를 통해 목표 각가속도를 연산하는 목표 각가속도 연산부와; 과다요구 제한값을 설정하는 과다요구 제한값 설정부와; 상기 목표 각가속도와 과다요구 제한값의 차이를 구하여 목표제한 각속도를 산출하는 제 3감산기와; 스케일 처리를 수행하는 스케일처리부로 구성된 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게, 모터의 속도를 검출하는 속도검출부와; 상기 속도검출부로부터 검출된 각속도로 휠의 조향각 위치를 검출하는 위치검출부를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게, 상기 목표속도 제한값 설정부에 재설정되는 목표속도 제한값은 기존의 목표속도 제한값에서 목표값 변동에 따른 목표제한 각속도를 감산처리한 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치는 지능형 주차 보조 시스템에서 전송한 목표 요구값을 판단하여 과도한 목표요구값인 경우 목표제한 각속도에 의해 완충된 신호를 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)로 발생시킴으로써 전동식 동력 보조 조향장치의 과도 응답으로 인한 손상을 방지할 수 있으며, 운전자의 이질감과 모터의 진동을 감소할 수 있다.
도 1은 종래의 차량의 지능형 주차보조 협조 제어시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치의 구성을 도시한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 포함된 목표 요구량 재처리부의 구성을 도시한 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치를 통한 각속도 변화량을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치의 구성을 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 포함된 목표 요구량 재처리부의 구성을 도시한 블록구성도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치를 통한 각속도 변화량을 나타내는 그래프이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)으로부터 과도한 제어목표 요구량이 입력되더라도 전동식 동력 보조 조향장치의 응답을 완화시켜 장치의 손상을 방지하고 진동을 저감시킬 수 있도록 한 장치이다.
보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 자동 주차를 위한 요구 조향각 신호를 발생하는 지능형 주차 보조 시스템(SPAS: 2)과 통신하면서 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)로 토크신호를 발생하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)이므로, 지능형 주차 보조 시스템(SPAS: 2)으로부터 인가된 요구 목표값이 적정한 지의 여부를 분석하여 과도한 요구량에 대한 완충 응답을 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)로 발생하여 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)의 손상을 방지한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 상기 SPAS(2)로부터 인가된 요구 조향각 신호를 통해 각가속도를 연산하고 그 각가속도값이 과다요구 제한값을 초과하는 지를 판단하여, 과다요구 제한값 초과시 목표속도 제한값을 재설정하여 목표제한 각속도를 감소시킨다.
따라서, 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 상기 SPAS(2)와 협조하여 상기 SPAS(2)에서 전송한 목표 요구값을 판단하여 목표제한 각속도에 의해 완충된 신호를 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)로 발생할 수 있게 된다. 그로인해, 상기 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)의 과도 응답을 방지할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)에는 상기 SPAS(2)로부터 요구 조향각 신호를 인가받는 요구 조향각 입력부(12)가 구비되어져 있으며, 상기 요구 조향각 입력부(12)와 접속되어 휠 조향각과 요구 조향각과의 차이를 구하는 제 1감산기(14)가 구비되어져 있다.
제 1감산기(14)는 후술하는 위치검출부(34)와도 접속되어져, 상기 요구 조향각 입력부(12)로부터 인가된 상기 SPAS(2)의 요구 조향각을 위치검출부(34)로부터 인가받은 휠 조향각의 차이를 연산한다.
또한, 상기 제 1감산기(14)과 접속되어져 휠 조향위치를 제어하는 위치제어부(16)와; 상기 요구 조향각 입력부(12)로부터 인가된 요구 조향각신호를 통해 과다한 요구값인지를 판단하고 목표 속도를 저감시키는 목표 요구량 재처리부(18)가 구비되어져 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)에는 상기 목표 요구량 재처리부(18)로부터 인가된 목표속도 제한값을 설정하는 목표속도 제한값 설정부(20: LIMIT)와; 모터 각속도와 목표각속도와의 차이값을 구하는 제 2 감산기(22)가 구비되어져 있다.
또, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)에는 상기 제 2 감산기(22)로부터 인가된 신호에 의해 속도를 제어하는 속도제어부(24)와; 상기 속도제어부(24)로부터 인가된 각속도를 토크로 환산처리하는 MDPS 토크제어부(26)를 포함하여 구성되어져 있다.
한편, 상기 MDPS 토크제어부(26)는 기존의 MDPS 제어부(30)와 스위칭 구조로 접속되는 바, 만약 상기 SPAS(2)로부터 목표 요구 조향각신호가 인가되지 않으면 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 동작하지 않으면서 상기 MDPS 토크제어부(26)가 기존의 MDPS 제어부(30)로부터 토크신호를 인가받아 모터(28)를 제어함을 의미한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)에는 모터(28)의 로터(미도시)로부터 각속도를 검출하는 속도검출부(32)와; 상기 속도검출부(32)로부터 검출된 각속도로 휠의 조향각 위치를 검출하는 위치검출부(34)가 구비되는 바, 상기 속도검출부(32)와 위치검출부(34)는 모터(28)의 운전상태를 피드백하여 과도 응답을 완충시키기 위한 수단이다.
한편, 보다 상세하게, 상기 목표 요구량 재처리부(18)는 목표각을 입력받는 목표각 입력부(38)와; 상기 목표각 입력부(38)로부터 인가된 목표각을 통해 목표각속도를 연산하는 목표 각속도 연산부(40)와; 목표 각속도를 통해 목표 각가속도를 연산하는 목표 각가속도 연산부(42)와; 과다요구 제한값을 설정하는 과다요구 제한값 설정부(44)와; 상기 목표 각가속도과 과다요구 제한값의 차이를 구하여 목표제한 각속도를 산출하는 제 3감산기(46)와; 스케일 처리를 수행하는 스케일처리부(50)로 구성된다.
따라서, 상기 목표 요구량 재처리부(18)는 20㎳ 마다 상기 SPAS(2)와 CAN 통신하여 입력되는 목표각을 상기 목표 각속도 연산부(40)에서 목표각/20㎳의 연산으로 단위시간(㎳)당 목표 각속도를 산출하고, 그 각속도를 상기 목표 각가속도 연산부(42)에서 목표 가속도로 연산한다.
그리고, 과도 요구각속도가 입력되어 상기 과다요구 제한값 설정부(44)의 설정값을 초과하는 각속도가 입력되면 상기 제 3감산기(46)를 통해 목표제한 각속도를 산출하는 바, 상기 제 3감산기(46)는 상기 목표 각가속도과 과다요구 제한값의 차이를 연산하고, 그 연산된 값을 목표제한 각속도로 정한다.
그리고, 목표제한 각속도로 스케일된 값을 통해 상기 속도제어부(24)의 목표각속도 제한값을 변경시킨다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)는 상기 SPAS(2)에서 전송한 목표 요구값을 판단하여 목표제한 각속도에 의해 완충된 신호를 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)로 발생할 수 있게 된다. 그로인해, 상기 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS: 6)의 과도 응답을 방지할 수 있다.
이는 도 4의 그래프로 확인 가능한 바, 종래의 협조제어기(4)를 작동시키면 초록선(요구각도를 의미함)의 변동(500deg/s->0deg/s)시 요구각가속도=(500deg/s)/20ms = 25000deg/s^2 에 대해 MDPS는 위치제어부의 제어오차가 작지 않아 최대 출력인 각속도 500deg/s(최대치)로 동작하여 위치에러가 작아지면 각속도가 감소하여 목표위치를 도달하려고 한다. 정리하면 목표각속도가 급격히 증가하게 되면 MDPS가 응답하지 않는다.
반면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치(10)의 개선 알고리즘을 적용하면, 최대출력 각속도 500deg/s(최대치)가 스케일된 목표제한 각속도만큼 작아지므로, 상기 SPAS의 목표각속도의 급격한 증가에 따른 영향으로 상기 MDPS의 추종각도는 완충된 토크로 반응하게 되어 운전자의 이질감을 제거할 수 있고, MDPS의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
12 : SPAS 요구조향각 입력부 14 : 제 1감산기
16 : 위치제어부 18 : 목표요구량 재처리부
38 : 목표각 입력부 40 : 목표각속도 연산부
42 : 목표 각가속도 연산부 44 : 과다요구 제한값 설정부
48 : 목표제한 각속도 50 : 스케일처리부

Claims (5)

  1. 자동 주차를 위한 요구 조향각 신호를 발생하는 지능형 주차 보조 시스템(SPAS)과 통신하면서 전동식 동력 보조 조향장치(MDPS)로 토크신호를 발생하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치에 있어서,
    상기 SPAS로부터 인가된 요구 조향각 신호를 통해 각가속도를 연산하고 그 각가속도값이 과다요구 제한값을 초과하는 지를 판단하여, 과다요구 제한값 초과시 목표속도 제한값을 재설정하여 목표제한 각속도를 감소시키는 것을 특징으로 하되,
    상기 SPAS로부터 요구 조향각 신호를 인가받는 요구 조향각 입력부와;
    휠 조향각과 요구 조향각과의 차이를 구하는 제 1감산기와;
    휠 조향위치를 제어하는 위치제어부와;
    상기 요구 조향각 입력부로부터 인가된 요구 조향각신호를 통해 과다한 요구값인지를 판단하고 목표 속도를 저감시키는 목표 요구량 재처리부와;
    상기 목표 요구량 재처리부로부터 인가된 목표속도 제한값을 설정하는 목표속도 제한값 설정부와;
    모터 각속도와 목표각속도와의 차이값을 구하는 제 2 감산기와;
    상기 제 2 감산기로부터 인가된 신호에 의해 속도를 제어하는 속도제어부와;
    상기 속도제어부로부터 인가된 각속도를 토크로 환산처리하는 MDPS 토크제어부를 포함하고,
    상기 목표 요구량 재처리부는,
    목표각을 입력받는 목표각 입력부와;
    상기 목표각 입력부로부터 인가된 목표각을 통해 목표각속도를 연산하는 목표 각속도 연산부와;
    목표 각속도를 통해 목표 각가속도를 연산하는 목표 각가속도 연산부와;
    과다요구 제한값을 설정하는 과다요구 제한값 설정부와;
    상기 목표 각가속도와 과다요구 제한값의 차이를 구하여 목표제한 각속도를 산출하는 제 3감산기와;
    스케일 처리를 수행하는 스케일처리부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    모터의 속도를 검출하는 속도검출부와;
    상기 속도검출부로부터 검출된 각속도로 휠의 조향각 위치를 검출하는 위치검출부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 목표속도 제한값 설정부에 재설정되는 목표속도 제한값은, 기존의 목표속도 제한값에서 목표값 변동에 따른 목표제한 각속도를 감산처리한 값인 것을 특징으로 하는 차량의 지능형 주차보조 협조 제어장치.
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