KR101889584B1 - 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 운전자가 차량의 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 추정하되, 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 상기 핸들 회전 토크를 추정하는 핸들 회전 토크 추정부; 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 상기 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 노면 거칠기 판단부; 및 핸들 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 상기 노면 거칠기 판단부에서 판단한 상기 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 설정하고, 상기 판단 기준 토크와 상기 핸들 회전 토크 추정부에서 추정한 상기 핸들 회전 토크를 비교하여 핸들 미파지 여부를 판단하는 핸들 미파지 여부 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치를 제공한다.

Description

핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECIDING HAND-OFF OR HAND-ON OF STEERING WHEEL}
본 발명은 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 차량의 핸들을 조향할 때에 전동 모터에 의한 보조 조향력을 제공하여 운전자의 조향 부담을 경감해 주는 자동차 편의 장치이다.
이러한 전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자의 조향 의지가 있을 때에 운전자의 조향 부담을 경감해 주기 위한 보조 조향력을 발생하므로, 운전자가 차량의 핸들을 파지하고 있는지 미파지하고 있는지를 판단하여야 한다.
종래의 전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크가 기 설정된 판단 기준 토크 이하이면 운전자가 핸들을 미파지한 것으로 판단하고, 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크 이상이면 운전자가 핸들을 파지한 것으로 판단하였다. 여기서, 핸들 회전 토크는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향각 센서에서 출력한 조향각값과 토크 센서에서 출력한 조향 토크값 등을 통해 추정될 수 있고, 운전자가 핸들을 미파지한 경우에는 핸들을 파지한 경우에 비해 작은 조향 토크값을 토크 센서에서 출력한다.
한편, 노면이 거친 도로를 차량이 주행할 때에는 도로의 거친 노면 정보가 차륜을 통해 조향축에 전달되므로, 운전자가 핸들을 미파지한 경우에도 토크 센서에서는 큰 값의 조향 토크를 출력할 수 있게 된다.
종래에는 거친 노면 정보, 즉 도로의 노면 거칠기와 상관없이 판단 기준 토크가 고정되어 있었기 때문에 노면이 거친 도로에서 운전자가 핸들을 미파지한 경우에도 토크 센서에서 큰 값의 조향 토크를 출력하면 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크보다 커지게 되고, 이로 인해 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 핸들을 파지한 것으로 오판하는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 차량이 주행중인 도로의 노면 거칠기에 따라 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 변경하는 핸들 미파지 여부 판단 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 운전자가 차량의 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 추정하되, 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 상기 핸들 회전 토크를 추정하는 핸들 회전 토크 추정부; 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 상기 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 노면 거칠기 판단부; 및 핸들 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 상기 노면 거칠기 판단부에서 판단한 상기 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 설정하고, 상기 판단 기준 토크와 상기 핸들 회전 토크 추정부에서 추정한 상기 핸들 회전 토크를 비교하여 핸들 미파지 여부를 판단하는 핸들 미파지 여부 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법에 있어서, 차량의 운전자가 상기 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 추정하는 핸들 회전 토크 추정 단계; 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 상기 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 노면 거칠기 판단 단계; 상기 노면 거칠기 판단 단계에서 판단한 상기 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 상기 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 설정하는 판단 기준 토크 설정 단계; 및 상기 판단 기준 토크와 상기 핸들 회전 토크 추정 단계에서 추정한 상기 핸들 회전 토크를 비교하여, 상기 핸들 회전 토크가 상기 판단 기준 토크보다 작으면 상기 핸들이 미파지된 것으로 판단하고, 상기 핸들 회전 토크가 상기 판단 기준 토크보다 크면 상기 핸들이 파지된 것으로 판단하는 핸들 미파지 여부 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 차량이 주행 중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하고, 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 가변하여 설정하기 때문에, 불변의 판단 기준 토크를 통해 핸들의 미파지 여부를 판단하는 종래의 방식에 비해 핸들 미파지 여부를 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 핸들의 미파지 여부를 판단하는 과정을 나타낸 순서도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 노면 거칠기 판단 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치(100), 즉 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치는 핸들 회전 토크 추정부(110), 노면 거칠기 판단부(120) 및 핸들 미파지 여부 판단부(130)를 포함한다. 여기서, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit)일 수 있다.
핸들 회전 토크 추정부(110)는 운전자가 차량의 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 추정하되, 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 핸들 회전 토크를 추정한다.
본 발명에서, 핸들 회전 토크 추정부(110)는 아래 수학식 1과 같이 전동식 파워 스티어링 시스템의 관성 모멘트(JEPS)와 조향각 가속도를 곱한 값, 조향축의 점성도 상수(CS)와 조향각속도를 곱한 값 및 조향 토크값(Tsensor)을 모두 더하여 핸들 회전 토크(TSW)를 추정한다.
Figure 112014017221675-pat00001
여기서, 전동식 파워 스티어링 시스템의 관성 모멘트와 조향축의 점성도 상수는 전동식 파워 스티어링 시스템 내의 메모리에 기 저장될 수 있고, 조향각속도 및 조향각 가속도는 전동식 파워 스티어링 시스템의 조향각 센서(미도시)로부터 수신한 조향각 정보를 이용하여 도출할 수 있으며, 조향 토크값은 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 센서(미도시)로부터 수신할 수 있다.
구체적으로, 운전자가 손으로 핸들을 파지하는 것과 미파지하는 것의 구분은 토크 레벨의 변화로 판별할 수 있는데 토크 센서(미도시)의 출력은 핸들에 실제로 작용하는 핸들 회전 토크(TSW)와는 다르기 때문에, 위 수학식 1과 같은 운동 방정식을 이용하여 운전자의 핸들 회전 토크(TSW)를 예측한다.
여기서, 운전자가 핸들을 미파지한 상태에서는 핸들 회전 토크(TSW)가 이론적으로는 0이 되어야 하지만, 실제로는 여러 가지 요인(조향 기구부의 관성 모멘트 등)에 의하여 0보다 약간 큰 값을 가지게 된다. 따라서, 후술할 핸들 미파지 여부 판단부(130)에서 핸들 미파지 여부를 판단하기 위한 임계값인 판단 기준 토크는 0에 근접한 값으로 결정되는 것이 바람직하다.
노면 거칠기 판단부(120)는 차량의 좌우 전륜 및 좌우 후륜에 각각 설치된 4 개의 휠 속도 센서(미도시)에서 생성한 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단한다.
본 발명에서, 노면 거칠기 판단부(120)에서 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 이유는 하나의 차륜에 대한 휠 속도 신호 또는 한쪽 방향의 전륜 및 후륜에 대한 휠 속도 신호로 노면 거칠기를 판단하면 주행 도로 전체의 노면 거칠기를 모두 반영하지 못하여 노면 거칠기 판단의 정확성이 떨어지기 때문이다. 따라서, 노면 거칠기 판단부(120)는 좌우 양쪽 차륜의 휠 속도 신호, 그 중에서도 핸들에 기계적으로 연결된 전좌륜 및 전우륜의 전좌륜 속도 신호 및 전우륜 속도 신호를 통해 노면 거칠기를 판단하여 노면 거칠기 판단의 정확성을 높일 수 있다.
구체적으로, 노면 거칠기 판단부(120)는 두 개 이상의 휠 속도 신호에서 노면 정보를 포함한 주파수 대역만을 통과시키는 대역 통과 필터를 포함하고, 대역 통과 필터를 통해 두 개 이상의 휠 속도 신호를 필터링한다. 여기서, 두 개 이상의 휠 속도 신호에서 노면 정보를 포함한 주파수 대역은 6Hz ~ 12Hz 대역이므로, 6Hz 이상 12Hz 이하의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터를 사용하여 두 개 이상의 휠 속도 신호를 필터링할 수 있다.
노면 거칠기 판단부(120)는 대역 통과 필터를 통해 필터링된 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 기설정된 기준 진폭을 소정 시간 동안 몇 번 초과하는지를 카운트하고, 카운트한 횟수가 기준 횟수 이상이면, 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기보다 큰 제 1 노면 거칠기가 주행도로의 노면 거칠기라고 판단한다. 다시 말해서, 주행 도로의 노면이 거칠수록 차량의 차륜이 위아래로 진동하는 폭이 커지고 진동 빈도가 높아지고, 휠 속도 신호는 이에 비례하여 신호 파형의 진폭이 커지고, 파형 주기가 짧아지므로, 본 발명에서는 노면 거칠기 판단부(120)에서 휠 속도 신호의 진폭과 파형 주기를 이용하여 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 것이다. 여기서, 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기는 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하기 위한 비교 기준으로써, 차량의 종류 및 제조사에 따라 그 값이 상이할 수 있다.
노면 거칠기 판단부(120)에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 소정 시간(ΔT)동안 기준 진폭을 몇 번 초과하는지를 지속적으로 모니터링한 결과, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 중 적어도 하나가 도 2의 2A와 같이 기준 진폭을 초과하지 않거나, 2B와 같이 간헐적으로 초과하여 적어도 하나의 휠 속도 신호 파형이 소정 시간(ΔT)동안 기준 횟수 미만으로 기준 진폭을 초과하면, 주행 도로의 노면 거칠기를 비교 기준인 표준 노면 거칠기라고 판단한다.
한편, 노면 거칠기 판단부(120)에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 소정 시간(ΔT)동안 기준 진폭을 몇 번 초과하는지를 지속적으로 모니터링한 결과, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 도 3의 3A와 같이 기준 진폭을 초과하되, 소정 시간(ΔT)동안 기준 횟수 이상으로 초과하면 노면 거칠기 판단부(120)는 표준 노면 거칠기보다 큰 제 1 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단한다. 여기서, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 중 적어도 하나가 도 3의 3B와 같이 간헐적으로 기준 진폭을 초과하지 않더라도, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 소정 시간(ΔT) 동안 기준 횟수 이상으로 기준 진폭을 초과하면, 노면 거칠기 판단부(120)에서 주행 도로의 노면 거칠기를 제 1 노면 거칠기로 판단하는 것은 물론이다.
예를 들어, 노면 거칠기 판단부(120)가 전좌륜 속도 신호 및 전우륜 속도 신호를 이용하여 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하고 소정 시간이 4ms, 기준 횟수가 4회인 경우에 전좌륜 속도 신호의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형이 4ms 동안에 기준 진폭을 5회 초과하고, 전우륜 속도 신호의 파형인 제 2 휠 속도 신호 파형이 4ms 동안에 기준 진폭을 6회 초과하면, 노면 거칠기 판단부(120)는 제 1 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하는 것이다.
한편, 본 발명에서 노면 거칠기 판단부(120)는 기준 진폭을 제 1 기준 진폭 및 제 1 기준 진폭보다 큰 제 2 기준 진폭으로 분류하고, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 제 1 기준 진폭만을 초과하는지, 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 제 2 기준 진폭을 초과하는지에 따라 주행 도로의 노면 거칠기를 세분화하여 판단할 수 있다.
다시 말해서, 기준 진폭은 제 1 기준 진폭 및 제 1 기준 진폭보다 큰 제 2 기준 진폭을 포함하고, 노면 거칠기 판단부(120)는 제 1 휠 속도 파형 내지 제 N 휠 속도 파형이 도 4와 같이 소정 시간(ΔT) 동안 기준 횟수 이상으로 제 1 기준 진폭만을 초과하면, 표준 노면 거칠기보다 큰 제 2 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하고, 제 1 휠 속도 파형 내지 제 N 휠 속도 파형이 도 5와 같이 소정 시간(ΔT) 동안 기준 횟수 이상으로 제 2 기준 진폭을 초과하면, 제 2 노면 거칠기보다 큰 제 3 노면 거칠기가 주행도로의 노면 거칠기라고 판단한다. 여기서, 제 2 노면 거칠기는 상기에서 언급한 제 1 노면 거칠기와 동일 또는 상이할 수 있다. 또한, 제 1 노면 거칠기 또는 제 2 노면 거칠기는 요철이 어느 정도 있는 불량한 아스팔트 도로 또는 비포장 도로의 노면 거칠기이고, 제 3 노면 거칠기는 요철이 심한 비포장 도로의 노면 거칠기일 수 있다.
핸들 미파지 여부 판단부(130)는 핸들 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 노면 거칠기 판단부(120)에서 판단한 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 설정하고, 판단 기준 토크와 핸들 회전 토크 추정부(110)에서 추정한 핸들 회전 토크를 비교하여 핸들 미파지 여부를 판단한다.
구체적으로, 노면 거칠기 판단부(120)에서 제 1 노면 거칠기 또는 제 2 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하면, 핸들 미파지 여부 판단부(130)는 판단 기준 토크를 주행 도로의 노면 거칠기가 표준 노면 거칠기일 때에 비해 크게 설정하고, 노면 거칠기 판단부(120)에서 제 3 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하면, 핸들 미파지 여부 판단부(130)는 핸들 미파지 여부의 판단을 중지한다.
다시 말해서, 노면 거칠기 판단부(120)에서 제 1 노면 거칠기 또는 제 2 노면 거칠기가 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단, 즉 주행 도로가 요철이 어느 정도 있는 불량한 아스팔트 도로 또는 비포장 도로일 때에는 주행 도로의 노면 정보를 고려한 판단 기준 토크의 설정 정확도가 높지만, 주행 도로가 요철이 매우 심한 비포장 도로일 때에는 주행 도로의 노면 정보를 고려한 판단 기준 토크의 설정 정확도가 매우 낮기 때문에 시스템의 신뢰성 확보 차원에서 핸들 미파지 여부의 판단을 중지하는 것이다.
한편, 노면 거칠기 판단부(120)에서 표준 노면 거칠기를 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하면, 핸들 미파지 여부 판단부(130)는 표준 노면 거칠기에 해당하는 소정의 기준 토크로 판단 기준 토크를 설정할 수 있다.
여기서, 표준 노면 거칠기에 해당하는 소정의 기준 토크는 0에 근접한 토크값으로 결정되는 것이 바람직하고, 주행 도로의 노면 거칠기가 제 1 노면 거칠기 또는 제 2 노면 거칠기일 때에는 판단 기준 토크를 소정의 기준 토크에서 미세하게 상향하여 설정하는 것이 바람직하다.
위와 같이 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 판단 기준 토크를 설정한 핸들 미파지 여부 판단부(130)는 핸들 회전 토크 추정부(110)에서 추정한 핸들 회전 토크와 판단 기준 토크를 비교하여, 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크보다 작으면 핸들이 미파지된 것으로 판단하고, 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크보다 크면 핸들이 파지된 것으로 판단한다.
여기서, 핸들 미파지 여부 판단부(130)는 핸들이 미파지된 것으로 판단하면 이에 대한 핸들 미파지 플래그(예를 들어, "0")를 생성하고, 핸들이 파지된 것으로 판단하면 이에 대한 핸들 파지 플래그(예를 들어, "1")를 생성한다. 핸들 미파지 여부 판단부(130)에서 생성한 핸들 미파지 플래그 또는 핸들 파지 플래그는 핸들의 미파지 여부를 확인해야하는 핸들의 복원 제어 로직 및 자동 주차 시스템 등에서 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 핸들의 미파지 여부를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
차량의 주행시에 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 운전자가 핸들을 파지하고 있는지, 미파지하고 있는지를 판단하기 위해 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 핸들 회전 토크를 추정한다(S610).
이후, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 핸들 미파지 여부 판단시에 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 고려하기 위해, 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 주행 도로의 노면 거칠기를 판단한다(S620). 여기서, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 핸들에 기계적으로 연결된 전좌륜 및 전우륜의 전좌륜 속도 신호 및 전우륜 속도 신호를 통해 노면 거칠기를 판단하여 노면 거칠기 판단의 정확성을 높일 수 있다.
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 상기 단계 S620에서 판단한 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 설정한다(S630).
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 상기 단계 S630에서 설정한 판단 기준 토크와 상기 단계 S610에서 추정한 핸들 회전 토크를 비교해서, 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크보다 작으면 핸들이 미파지된 것으로 판단하여 핸들 미파지 플래그를 생성하고, 핸들 회전 토크가 판단 기준 토크보다 크면 핸들이 파지된 것으로 판단하여 핸들 파지 플래그를 생성한다(S640, S650, S660).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 노면 거칠기 판단 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 노면 거칠기의 판단을 위해 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 대역 통과 필터를 통해 필터링한다(S710). 여기서, 대역 통과 필터는 6Hz 이상 12Hz 이하의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터인 것이 바람직하다.
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 필터링된 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 각각이 소정 시간(ΔT) 동안 기준 진폭을 몇 번 초과하였는지를 카운트한다(S720).
상기 단계 S720에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 소정 시간(ΔT) 동안 기준 진폭을 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 차량이 주행중인 주행 도로가 제 1 노면 거칠기를 가진다고 판단한다(S730, S740).
한편, 상기 단계 S730에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 중 적어도 하나의 기준 진폭 초과 횟수가 기준 횟수 미만이면, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기를 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단한다(S750).
도 7을 통해 설명한 노면 거칠기 판단 과정에서는 노면 거칠기 판단시에 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 하나의 기준 진폭을 초과하는지를 고려하여 노면 거칠기를 판단하였다.
도 8에서는 도 7의 노면 거칠기 판단에 비해 세분화된 판단 과정을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 노면 거칠기 판단 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 노면 거칠기의 판단을 위해 전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 대역 통과 필터를 통해 필터링한다(S810).
핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 필터링된 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 각각이 소정 시간(ΔT)동안 기준 진폭을 몇 번 초과하였는지를 카운트한다(S820). 여기서, 기준 진폭은 제 1 기준 진폭 및 제 1 기준 진폭보다 큰 제 2 기준 진폭을 포함한다.
상기 단계 S820에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 소정 시간(ΔT)동안 제 1 기준 진폭만을 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 차량이 주행중인 주행 도로가 제 2 노면 거칠기를 가진다고 판단한다(S830, S840).
상기 단계 S820에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 소정 시간(ΔT) 동안 제 2 기준 진폭을 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 주행 도로가 제 3 노면 거칠기를 가진다고 판단한다(S850, S860).
한편, 상기 단계 S830에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 중 적어도 하나의 제 1 기준 진폭 초과 횟수가 기준 횟수 미만이거나, 상기 단계 S850에서 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 중 적어도 하나의 제 2 기준 진폭 초과 횟수가 기준 횟수 미만이면, 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기를 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단한다(S870).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 핸들 미파지 여부 판단 장치(100)는 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 차량이 주행 중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하고, 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 가변하여 설정하기 때문에, 불변의 판단 기준 토크를 통해 핸들의 미파지 여부를 판단하는 종래의 방식에 비해 핸들 미파지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 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. 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.

Claims (17)

  1. 운전자가 차량의 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 추정하되, 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 상기 핸들 회전 토크를 추정하는 핸들 회전 토크 추정부;
    전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 상기 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 노면 거칠기 판단부; 및
    핸들 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 상기 노면 거칠기 판단부에서 판단한 상기 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 설정하고, 상기 판단 기준 토크와 상기 핸들 회전 토크 추정부에서 추정한 상기 핸들 회전 토크를 비교하여 핸들 미파지 여부를 판단하는 핸들 미파지 여부 판단부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들 회전 토크 추정부는 전동식 파워 스티어링 시스템의 관성 모멘트와 상기 조향각 가속도를 곱한 값, 점성도 상수와 상기 조향각속도를 곱한 값 및 상기 조향 토크값을 모두 더하여 상기 핸들 회전 토크를 추정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 휠 속도 신호는 전좌륜 속도 신호 및 전우륜 속도 신호인 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노면 거칠기 판단부는 상기 두 개 이상의 휠 속도 신호를 필터링하는 대역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는 6Hz 이상 12Hz 이하의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 노면 거칠기 판단부는 상기 필터링된 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 기설정된 기준 진폭을 소정 시간 동안 몇 번 초과하는지를 카운트하고, 카운트한 횟수가 기준 횟수 이상이면, 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기보다 큰 제 1 노면 거칠기가 상기 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 노면 거칠기 판단부에서 상기 제 1 노면 거칠기가 상기 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하면, 상기 핸들 미파지 여부 판단부는 상기 판단 기준 토크를 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 표준 노면 거칠기일 때에 비해 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준 진폭은 제 1 기준 진폭 및 상기 제 1 기준 진폭보다 큰 제 2 기준 진폭을 포함하고, 상기 노면 거칠기 판단부는 상기 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 상기 소정 시간 동안 상기 기준 횟수 이상으로 상기 제 1 기준 진폭만을 초과하면, 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 표준 노면 거칠기보다 큰 제 2 노면 거칠기라고 판단하고, 상기 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형이 상기 소정 시간 동안 상기 기준 횟수 이상으로 상기 제 2 기준 진폭을 초과하면, 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 제 2 노면 거칠기보다 큰 제 3 노면 거칠기라고 판단하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 노면 거칠기 판단부에서 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 제 2 노면 거칠기라고 판단하면, 상기 핸들 미파지 여부 판단부는 상기 판단 기준 토크를 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 표준 노면 거칠기일 때에 비해 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 노면 거칠기 판단부에서 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 제 3 노면 거칠기라고 판단하면, 상기 핸들 미파지 여부 판단부는 상기 핸들 미파지 여부의 판단을 중지하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 장치.
  11. 핸들 미파지 여부 판단 장치에서 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법에 있어서,
    차량의 운전자가 상기 핸들을 회전한 힘인 핸들 회전 토크를 조향각속도, 조향각 가속도 및 조향 토크값을 이용하여 추정하는 핸들 회전 토크 추정 단계;
    전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 이용하여 상기 차량이 주행중인 주행 도로의 노면 거칠기를 판단하는 노면 거칠기 판단 단계;
    상기 노면 거칠기 판단 단계에서 판단한 상기 주행 도로의 노면 거칠기에 따라 상기 핸들의 미파지 여부를 판단하기 위한 판단 기준 토크를 설정하는 판단 기준 토크 설정 단계; 및
    상기 판단 기준 토크와 상기 핸들 회전 토크 추정 단계에서 추정한 상기 핸들 회전 토크를 비교하여, 상기 핸들 회전 토크가 상기 판단 기준 토크보다 작으면 상기 핸들이 미파지된 것으로 판단하고, 상기 핸들 회전 토크가 상기 판단 기준 토크보다 크면 상기 핸들이 파지된 것으로 판단하는 핸들 미파지 여부 판단 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 핸들 회전 토크 추정 단계에서
    상기 핸들 미파지 여부 판단 장치는 전동식 파워 스티어링 시스템의 관성 모멘트와 상기 조향각 가속도를 곱한 값, 점성도 상수와 상기 조향각속도를 곱한 값 및 상기 조향 토크값을 모두 더하여 상기 핸들 회전 토크를 추정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 노면 거칠기 판단 단계는
    전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 대역 통과 필터를 통해 필터링하는 필터링 단계;
    상기 필터링한 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 각각이 소정 시간 동안 기준 진폭을 몇 번 초과하였는지를 카운트하는 파형별 기준 진폭 초과 횟수 카운트 단계;
    상기 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 상기 소정 시간 동안 상기 기준 진폭을 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기보다 큰 제 1 노면 거칠기가 상기 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하는 노면 거칠기 판단 결정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 판단 기준 토크 설정 단계에서
    상기 주행 도로가 상기 제 1 노면 거칠기를 가진다고 판단한 상기 핸들 미파지 여부 판단 장치는 상기 판단 기준 토크를 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 표준 노면 거칠기일 때에 비해 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 노면 거칠기 판단 단계는
    전좌륜 속도 신호, 전우륜 속도 신호, 후좌륜 속도 신호 및 후우륜 속도 신호 중 두 개 이상의 휠 속도 신호를 대역 통과 필터를 통해 필터링하는 필터링 단계;
    상기 필터링한 두 개 이상의 휠 속도 신호 각각의 파형인 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 각각이 소정 시간 동안 제 1 기준 진폭 또는 상기 제 1 기준 진폭보다 큰 제 2 기준 진폭을 몇 번 초과하였는지를 카운트하는 파형별 기준 진폭 초과 횟수 카운트 단계; 및
    상기 파형별 기준 진폭 초과 횟수 카운트 단계에서 상기 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 상기 소정 시간 동안 상기 제 1 기준 진폭만을 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 양호한 아스팔트 도로의 노면 거칠기인 표준 노면 거칠기보다 큰 제 2 노면 거칠기가 상기 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하고, 상기 파형별 기준 진폭 초과 횟수 카운트 단계에서 상기 제 1 휠 속도 신호 파형 내지 제 N 휠 속도 신호 파형 모두가 상기 소정 시간 동안 상기 제 2 기준 진폭을 상기 기준 횟수 이상으로 초과하였으면, 상기 제 2 노면 거칠기보다 큰 제 3 노면 거칠기가 상기 주행 도로의 노면 거칠기라고 판단하는 노면 거칠기 판단 결정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 판단 기준 토크 설정 단계에서
    상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 제 2 노면 거칠기라고 판단한 상기 핸들 미파지 여부 판단 장치는 상기 판단 기준 토크를 상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 표준 노면 거칠기일 때에 비해 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 판단 기준 토크 설정 단계에서
    상기 주행 도로의 노면 거칠기가 상기 제 3 노면 거칠기라고 판단한 상기 핸들 미파지 여부 판단 장치는 상기 판단 기준 토크의 설정을 보류하는 것을 특징으로 하는 핸들의 미파지 여부를 판단하는 방법.
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