KR101952153B1 - 후륜 조향 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

후륜 조향 제어를 위한 기술이 개시된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어를 위한 후륜 조향 제어 장치는 본 발명의 일 측면에 따르면, 조향각 데이터, 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 수신하는 차량 데이터 수집부, 차량 데이터에 포함된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단하는 차량 데이터 판단부 및 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 후륜 조향 제어부를 포함할 수 있다.

Description

후륜 조향 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING REAR WHEEL STEERING}
본 발명은 후륜 조향 제어 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 차량 센서의 고장시에도 후륜 조향 제어를 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.
차량에는 후륜조향방향의 역상제어(전륜 조향방향 대비)를 통하여 저속 선회시의 회전반경을 축소함으로써 대형차량의 기동성을 향상시키고, 후륜조향방향의 동상제어(전륜조향방향 대비)를 통하여 고속 선회시의 Yaw-rate 및 Side-slip 등을 감소시킴으로써 차량의 안정성을 향상시키기 위한 4륜조향시스템이 존재한다. 일반적인 4륜조향시스템은 운전자 조향각정보에 기초하여 동작한다. 이에, 일반적인 4륜조향시스템은 운전자 조향각정보가 비정상으로 판단되면 후륜조향각을 제어하지 않고 있다. 이러한 경우, 긴급상황시 차량의 회피 기능이 떨어지는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 후륜 조향 제어 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 차량 센서의 고장시에도 후륜 조향이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 조향각 센서 고장시 안정적인 후륜 조향이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 조향각 센서 고장시 조타 토크에 기반한 후륜 조향이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 조향각 데이터, 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 수신하는 차량 데이터 수집부, 차량 데이터에 포함된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단하는 차량 데이터 판단부 및 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 후륜 조향 제어부를 포함하는 후륜 조향 제어 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 조향각 데이터, 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 수신하는 단계, 차량 데이터에 포함된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단하는 단계 및 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 후륜 조향 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 후륜 조향이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차량 센서의 고장시에도 후륜 조향이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조향각 센서 고장시 안정적인 후륜 조향이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조향각 센서 고장시 조타 토크에 기반한 후륜 조향이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 제어의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어량을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예 따른 후륜 조향 제어 장치의 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 후륜 조향 시스템(100)은 차량 센서(110), 후륜 조향 제어 장치(120) 및 액추에이터(130)를 포함할 수 있다.
차량 센서(110)는 차량 데이터를 생성한다. 구체적으로, 차량 센서(110)는 차속 데이터, 조향각 데이터, 요레이트(Yaw rate) 데이터, 횡 가속도 데이터, 조타 토크 데이터 등을 포함하는 차량 데이터를 수신할 수 있다. 차량 센서(110)는 생성된 차량 데이터를 후륜 조향 제어 장치(120)에 송신할 수 있다. 여기서, 조향각 데이터는 운전자의 조향에 따른 각에 대한 정보를 의미하며, 조향 방향 및 각도 정보를 포함할 수 있다. 요레이트 데이터는 자동차의 중심을 통하는 수직선 주위에 회전각이 변화는 속도를 의미하며, 크기 및 변화량을 포함할 수 있다. 차속 데이터는 차량의 이동 속도 정보를 의미할 수 있다. 조타 토크 데이터는 운전자의 조향에 따른 토크 정보를 의미하며, 토크의 크기, 토크의 변화량을 포함할 수 있다. 횡 가속도 데이터는 선회하는 차량의 옆방향으로 작용하는 가속도를 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 센서(110)는 차량 데이터를 생성하는 적어도 하나의 센서일 수 있다. 예를 들어, 차량 센서(110)는 차속 데이터를 생성하는 차속 센서, 조향각 데이터를 생성하는 조향각 센서, 요레이트 데이터를 생성하는 요레이트 센서, 횡 가속도 데이터를 생성하는 횡 가속도 센서, 조타 토크 데이터를 생성하는 조타 토크 센서 등 후륜 조향 제어에 이용될 수 있는 차속 데이터를 생성하는 센서일 수 있다.
후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향을 제어한다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 차량 데이터를 수신할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 수신된 차량 데이터를 기반으로 후륜 조향 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 생성된 후륜 조향 제어 신호를 액추에이터(130)에 송신할 수 있다.
또한, 후륜 조향 제어 장치(120)는 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 차량 센서부로부터 수신된 차속 데이터, 조향각 데이터, 요레이트 데이터, 횡 가속도 데이터, 조타 토크 데이터 등의 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
또한, 후륜 조향 제어 장치(120)는 비정상으로 판단된 차량 데이터를 제외한 차량 데이터를 기반으로, 후륜 조향을 제어하기 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 후륜 조향 제어 신호는 후륜의 조향 각도, 조향 방향 등 액추에이터(130)가 후륜을 조향하는데 이용될 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어 장치(120)는 피드 포워드(feed forward) 제어 또는 피드백(feedback) 제어 형태의 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 제어 신호를 차속 데이터가 정상인 경우, 차속 데이터를 기반으로 결정되는 조향 방향을 포함하는 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)의 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)이 정상 동작하지 않으면, 후륜 조향을 제어하지 않을 수 있다. 여기서, 후륜 조향 시스템(100)이 정상 동작하지 않는 것은 액추에이터(130)가 후륜 조향 제어 신호에 따라 후륜 조향을 수행하지 않는 경우 등 차속 데이터의 비정상 상태를 제외한 고장을 의미할 수 있다.
액추에이터(130)는 후륜을 조향한다. 구체적으로, 액추에이터(130)는 후륜 조향 제어 장치(120)로부터 후륜 조향 제어 신호를 수신할 수 있다. 액추에이터(130)는 수신된 후륜 조향 제어 신호를 기반으로, 후륜을 조향할 수 있다.
또한, 후륜 조향 시스템(100)을 구성하는 차량 센서(110), 후륜 조향 제어 장치(120), 액추에이터(130) 등은 유무선 통신 방식을 기반으로 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 유무선 통신 방식은 CAN(Controller Area Network) 통신일 수 있다.
이하, 후륜 조향 제어 장치(120)를 도 2 내지 도 10을 참고하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 제어 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 후륜 조향 제어 장치(120)는 차량 데이터 수집부(210), 차량 데이터 판단부(220) 및 후륜 조향 제어부(230)를 포함할 수 있다.
차량 데이터 수집부(210)는 차량 데이터를 수집한다. 구체적으로, 차량 데이터 수집부(210)는 차량 센서(110)로부터 조향각 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터, 조타 토크 데이터, 횡 가속도 데이터 등을 포함하는 차량 데이터를 수신할 수 있다. 차량 데이터 수집부(210)는 수신된 차량 데이터를 저장할 수 있다.
차량 데이터 판단부(220)는 차량 데이터의 정상 여부를 판단한다. 구체적으로, 차량 데이터 판단부(220)는 차량 센서(110)로부터 수집된 조향각 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터, 횡 가속도 데이터, 조타 토크 데이터 등을 포함하는 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 데이터 판단부(220)는 차량 데이터를 상호 비교하여 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량 데이터 판단부(220)는 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 수신된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 차량 데이터 판단부(220)는 미리 설정된 값을 기반으로 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량 데이터 판단부(220)는 실험 데이터 등에 기초하여 미리 설정된 조향각 데이터를 기반으로 수신된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이때, 차량 데이터 판단부(220)는 수신된 조향각 데이터와 미리 설정된 조향각 데이터의 차이가 미리 설정된 오차 범위 이내인 경우, 수신된 조향각 데이터를 정상으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 데이터 판단부(220)는 차량 데이터의 상호 비교 및 미리 설정된 값을 기반으로 차량 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량 데이터 판단부(220)는 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나 및 실험 데이터 등에 기초하여 미리 설정된 조향각 데이터를 기반으로 수신된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
상술한 차량 데이터의 정상 여부 판단 방법은 하나의 예시에 불과하므로, 상술 한 방법 이외의 방법으로 차량 데이터의 정상 여부를 판단하는 방법도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
후륜 조향 제어부(230)는 후륜 조향 제어 신호를 생성한다. 구체적으로, 후륜 조향 제어부(230)는 차량 데이터를 기반으로, 후륜의 조향각, 조향 방향 등을 결정할 수 있다. 후륜 조향 제어부(230)는 결정된 후륜의 조향각, 조향 방향 등을 기반으로 후륜 조향 제어에 이용될 수 있는 정보를 포함하는 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 후륜 조향 제어부(230)는 생성된 후륜 조향 제어 신호를 액추에이터(130)에 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 피드 포워드 제어 형태의 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는 차량 데이터 일부 또는 전부를 포워드 입력으로 하여, 후륜 조향을 제어하는 피드 포워드 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적 예로, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 조타 토크 데이터 중 적어도 하나를 입력으로 하는 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 피드백 제어 형태의 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 후륜 조향 제어부(230)는 일부 차량 데이터를 포워드 입력, 다른 차량 데이터를 피드백 입력으로 하여, 후륜 조향을 제어하는 피드백 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적 예로, 조향각 데이터, 차속 데이터 및 조타 토크 데이터 중 적어도 하나를 포워드 입력하고, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 피드백 입력하여, 후륜을 조향하는 후륜 조향 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 차속 데이터를 기반으로 후륜 조향 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는 차속 데이터에 포함된 차속을 기준으로 후륜 조향 방향을 전륜과 동상 또는 역상으로 제어하는 후륜 조향 방향을 결정할 수 있다. 구체적인 예로, 후륜 조향 제어부(230)는 차량의 고속 주행시 후륜 조향 방향을 전륜과 역상으로 제어하고, 차량의 저속 주행시 전륜과 동상으로 제어하는 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 제1 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터가 정상인 경우, 조향 각데이터를 기반으로 제1 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 이때, 후륜 조향 제어부(230)는 조타 토크 데이터, 요레이트 데이터, 차속 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 더 포함하여 제1 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 조향각 데이터, 요레이트 데이터 및 차속 데이터 중 적어도 하나가 비정상인 경우에 한하여 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는, 조향각 데이터가 비정상이고 요레이트 데이터 및 차속 데이터가 정상인 경우, 요레이트 데이터를 기반으로 요레이트 변화를 감쇄시키는 요댐핑(yaw damping) 제어를 위한 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 후륜 조향 제어부(230)는 차속 데이터를 더 포함하여 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 후륜 조향 제어부(230)는 요레이트 데이터에 포함된 요레이트 변화량이 미리 설정된 요레이트 변화량 보다 크면, 요레이트 데이터를 기반으로 요레이트 변화를 감쇄시키는 요댐핑 제어를 위한 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터, 요레이트 데이터 및 차속 데이터 중 적어도 두 개이상이 비정상인 경우, 후륜 조향을 하지 않기 위한 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 제3 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터, 요레이트 데이터 및 차속 데이터 중 어느 하나가 비정상인 경우에, 조타 토크 데이터를 기반으로 요레이트 변화를 증가시키는 요 부스팅(yaw boosting) 제어를 위한 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 이때, 후륜 조향 제어부(230)는 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 더 포함하여 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 후륜 조향 제어부(230)는 조타 토크 데이터에 포함된 조타 토크의 크기 및 변화량 중 적어도 하나가 미리 설정된 조타 토크의 크기 및 변화량 보다 크면, 조타 토크 데이터를 기반으로 요레이트 변화를 증가 시키는 요부스팅 제어를 위한 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 다만, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터, 차속 데이터 및 요레이트 데이터 중 차속 데이터가 비정상인 경우에는 후륜 조향을 제어하지 않기 위한 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 다른 예에서, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터, 요레이트 데이터 및 차속 데이터 중에서 요레이트 데이터가 비정상인 경우, 조향각 데이터 및 차속 데이터 중 어느 하나를 기반으로 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
후륜 조향 제어부(230)는 제4 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 후륜 조향 제어부(230)는 조향각 데이터 및 조타 토크 데이터가 비정상인 경우 후륜 조향을 제어하지 않기 위한 제4 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
이상, 상술한 제1, 제2, 제3 및 제4 후륜 조향 제어 신호를 후륜 조향 제어부가 생성하는 후륜 조향 제어 신호의 일 예를 설명한 것에 불과하므로, 그외 다른 후륜 조향 제어 신호가 후륜 조향 제어부가 생성하는 후륜 조향 제어 신호에 포함됨은 자명하다.
또한, 후륜 조향 제어부(230)는 후륜 조향 시스템(100)의 상태를 운전자에게 알릴 수 있다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)이 정상적으로 동작하지 않는 경우, 일부 차량 데이터의 비정상인 상태에서 후륜 조향이 이루어지는 경우, 차량 데이터의 정상 상태에서 후륜 조향이 이루어 지는 경우 등을 운전자에게 알리는 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 운전자에게 알리는 신호는 경고등, 경고 사운드, 디플레이 장치에 표시, 진동 등 운전자가 시각, 청각, 촉각 등을 통해 인식할 수 있는 수단을 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 상기 방법은 도 1에 도시된 후륜 조향 제어 장치(120)에 의해 수행되는 것을 예시로 설명한다.
도 3을 참조하면, 단계 S310에서, 후륜 조향 시스템(100)의 정상 동작 여부가 판단된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다. 또한, 후륜 조향 제어 장치(120)는 후륜 조향 시스템(100)이 비정상으로 판단되는 경우, 후륜 조향을 제어하지 않기 위한 후륜 제어 신호를 생성할 수 있다.
단계 S320에서, 차량 데이터가 수신된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 조향각 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터, 횡 가속도 데이터, 조타 토크 데이터 등을 포함하는 차속 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 후륜 조향 제어 장치(120)는 수신된 차속 데이터를 저장할 수 있다.
단계 S330에서, 차량 데이터의 정상 여부가 판단된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 수신된 조향각 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터, 횡 가속도 데이터, 조타 토크 데이터 등을 포함하는 차속 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
단계 S340에서, 후륜 조향이 제어된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 비정상으로 판단된 차량 데이터를 제외한 차량 데이터를 기반으로, 후륜의 조향각 및 조향 방향 등 후륜 조향 제어에 이용될 수 있는 정보를 포함하는 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 생성된 후륜 조향 제어 신호를 액추에이터(130)에 송신할 수 있다. 이때, 액추에이터(130)는 후륜 조향 제어 장치(120)로부터 수신된 후륜 조향 제어 신호를 기반으로 후륜을 조향할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 각 단계는 상술한 순서에 한정되는 것은 아니므로, 일 단계가 다른 단계와 동시에 또는 우선하여 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 상기 방법은 도 1에 도시된 후륜 조향 제어 장치(120)에 의해 수행되는 것을 예시로 설명한다. 또한, 도 3에 도시된 단계 S310에 도 4에 도시된 방법에 포함될 수 있으며, 단계 S410은 도 3에 도시된 단계 S320과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 단계 S320에 관한 설명으로 대체한다. 도 4를 참조하면, 단계 S420에서 조향각 데이터의 정상 여부가 판단된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 수신된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
단계 S430에서, 제1 후륜 조향 제어 신호가 생성된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(230)는 조향각 데이터가 정상으로 판단되면, 조향각 데이터를 기반으로 제1 후륜 제어 신호를 생성할 수 있다.
단계 S430에서, 제2 후륜 조향 제어 신호가 생성된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(230)는 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 조향각 데이터를 제외한 차량 데이터를 기반으로 제2 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 각 단계는 상술한 순서에 한정되는 것은 아니므로, 일 단계가 다른 단계와 동시에 또는 우선하여 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후륜 조향 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 상기 방법은 도 1에 도시된 후륜 조향 제어 장치(120)에 의해 수행되는 것을 예시로 설명한다. 또한, 도 3에 도시된 단계 S310에 도 4에 도시된 방법에 포함될 수 있으며, 단계 S510은 도 3에 도시된 단계 S320과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 단계 S320에 관한 설명으로 대체한다.
도 5를 참조하면, 단계 S520에서 조향각 데이터의 정상 여부가 판단된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 수신된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단할 수 있다.
단계 S530에서, 제1 후륜 조향 제어 신호가 생성된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(530)는 조향각 데이터가 비정상인 경우, 조향각 데이터를 제외한 차량 데이터를 기반으로 제1 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
단계 S540에서, 조타 토크 데이터의 정상 여부가 판단된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 조타 토크 데이터의 정상 여부를 다른 차량 데이터 및 실험적으로 미리 설정된 값 중 적어도 하나를 기반으로 판단할 수 있다.
단계 S550에서, 제3 후륜 조향 제어 신호가 생성된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 조향각 데이터가 비정상이고 조타 토크 데이터가 정상인 경우, 조타 토크 데이터를 기반으로 제3 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
단계 S560에서, 제4 후륜 조향 제어 신호가 생성된다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 조향각 데이터 및 조타 토크 데이터가 비정상인 경우, 다른 차량 데이터를 기반으로 제4 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 제어의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 후륜 조향 제어 장치(120)가 입력 데이터를 포워드 입력, 출력 데이터를 피드백 입력으로 하여, 후륜을 조향하는 피드백 제어의 예가 도시되어 있다. 여기서, 입력 데이터는 제1 시간(T1)에서 차량 데이터를 의미하고 출력 데이터는 제2 시간(T1+T2)에서 차량 데이터를 의미할 수 있다. 구체적으로, 후륜 조향 제어 장치(120)는 입력 데이터를 수신하여 제1 제어량을 생성하고, 출력 데이터를 수신하여 제2 제어량을 생성할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 제1 제어량 및 제2 제어량을 연산하여 후륜 조향 제어 신호를 생성할 수 있다. 후륜 조향 제어 장치(120)는 생성된 후륜 조향 제어 신호를 액추에이터(130)에 전송할 수 있다. 제1 제어량, 제2 제어량 등의 제어량을 생성하는 구체적 예를 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
또한, 후륜 조향 제어 장치(120)가 제1 제어량만으로 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 경우, 도 7 내지 도 9에 도시된 방법이 피드 포워드 제어 형태에 적용 가능함은 자명하다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어량을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 7은 스텝 응답 형태(Step Input)의 차량 데이터를 도시한 도면, 도 8은 도 7에 도시된 차량 데이터에 대한 미분을 수행한 결과인 1차 미분 지연 요소(derivative time element, the derivative lag element)를 도시한 도면, 도 8은 도 9에 도시된 1차 미분 지연 요소에 대한 2차 시스템 제어를 통한 결과를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 1차 미분 지연 요소는 수학식 1의 특성을 갖는 시스템을 통해 얻어 질 수 있다.
Figure 112017084773315-pat00001
Υ(s) : 차량 데이터, ρ1(s) : excitation of system, ε : 1 / T (시정수)
도 9에 도시된 2차 시스템 제어 결과는 수학식 2의 특성을 갖는 시스템을 통해 얻어 질 수 있다. 일 실시예에서, 2차 시스템 제어는 MSD(Mass-Spring Damper), RLC(Resistor-Inductor Capacitor) 등으로 구현될 수 있다.
Figure 112017084773315-pat00002
M1(s) : Transfer Function, ρ1(s) : excitation of system, λ1(s) : travel of the mass (= δr or - δr), K1 : normalized spring 상수, θ1 : normalized damper 상수
여기서, 제어량은 후륜의 조향각을 결정하는데 이용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예 따른 후륜 조향 제어 장치의 블록도이다.
이상 상술한 본 발명의 실시 예들은, 컴퓨터 시스템 내에, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 후륜 조향 제어 장치(120) 등의 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장부(1030), 사용자 인터페이스 입력부(1040) 및 사용자 인터페이스 출력부(1050) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(1060)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(1070)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장소(1030)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(1020) 및 저장부(1030)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1024) 및 RAM(1025)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터로 구현되는 방법 또는 컴퓨터 실행 가능 명령어들이 저장된 비휘발성 컴퓨터 기록 매체로 구현될 수 있다. 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때 본 발명의 적어도 일 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 차량 센서
120 : 후륜 조향 제어 장치
130 : 액추에이터

Claims (12)

  1. 조향각 데이터, 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 수신하는 차량 데이터 수집부;
    상기 차량 데이터에 포함된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단하는 차량 데이터 판단부; 및
    상기 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡 가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 후륜 조향 제어부
    를 포함하고,
    상기 후륜 조향 제어부는,
    상기 조타 토크 데이터에 포함된 조타 토크의 변화량이 미리 설정된 조타 토크 변화량 보다 크면, 요레이트 변화를 증가 시키는 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 후륜 조향 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 데이터 판단부는,
    상기 조타 토크 데이터의 정상 여부를 더 판단하고,
    상기 후륜 조향 제어부는,
    상기 조타 토크 데이터가 정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터를 기반으로 상기 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디그레이드 후륜 제어는,
    요레이트 변화를 감쇄 시키는 요 댐핑 제어 또는 요레이트 변화를 증가 시키는 요 부스팅 제어인 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 조향 제어부는,
    상기 요레이트 데이터에 포함된 요레이트 변화량이 미리 설정된 요레이트 변화량 보다 크면, 요레이트 변화를 감쇄 시키는 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 조향 제어부는,
    상기 차속 데이터에 포함된 차속을 기준으로 전륜과 동상 또는 역상으로 결정되는 후륜 조향 방향을 포함하는 상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 장치.
  7. 조향각 데이터, 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡가속도 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 수신하는 단계;
    상기 차량 데이터에 포함된 조향각 데이터의 정상 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 조향각 데이터가 비정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터, 차속 데이터, 요레이트 데이터 및 횡가속도 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 조타 토크 데이터에 포함된 조타 토크의 변화량이 미리 설정된 조타 토크 변화량 보다 크면, 요레이트 변화를 증가 시키는 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 후륜 조향 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 차량 데이터에 조타 토크 데이터의 정상 여부를 더 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 조타 토크 데이터가 정상으로 판단되면, 상기 조타 토크 데이터를 기반으로 상기 디그레이드 후륜 제어를 위한 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 디그레이드 후륜 제어는,
    요레이트 변화를 감쇄 시키는 요 댐핑 제어 또는 요레이트 변화를 증가 시키는 요 부스팅 제어인 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 요레이트 데이터에 포함된 요레이트 변화량이 미리 설정된 요레이트 변화량 보다 크면, 요레이트 변화를 감쇄 시키는 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 차속 데이터에 포함된 차속을 기준으로 전륜과 동상 또는 역상으로 결정되는 후륜 조향 방향을 포함하는 상기 후륜 조향 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 후륜 조향 제어 방법.
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