KR102311698B1 - 전기 자동차(xEV) 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 사용자, 명령 전달자에 의한 위치 및 각도 값을 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하고, 기계적이 동작을 하는 구동체에 의한 회전 수를 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하여 전기 자동차(xEV)의 요구사항을 반영한 조향각 보정 시스템을 제공한다. 이상에서와 같은 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 전기 자동차(xEV) 사용자의 요구사항인 세부설정사항을 반영하여 휠 위치를 보다 정확하게 산출하고, 조향각을 제어함으로써, 차량 휠 제어를 보다 정확하게 수행할 수 있다.

Description

전기 자동차(xEV) 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법 {STEERING ANGLE CALIBRATION SYSTEM AND CORRECTION METHOD OF ELECTRIC VEHICLE}

본 개시는 캘리브레이션 시스템 및 보정방법에 관한 것으로 구체적으로, 전기 자동차(xEV) 사용자의 세부설정사항을 반영한 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

운전자 보조 시스템(Advanced Driving Assistance System; ADAS)은 운전자의 운전을 보조하는 것으로서, 전방의 상황을 센싱하고 센싱된 결과에 기초하여 상황을 판단하여 차량의 거동을 제어한다. 예를 들어, ADAS 센서 장치는 전방의 차량을 감지하고, 차선을 인식한다. 이후 목표 차선이나 목표 속도 및 전방의 타겟이 판단되면, 차량의 ESC(Electrical Stability Control), EMS(Engine Management System), MDPS(Motor Driven Power Steering)등이 제어된다. 대표적으로, ADAS는 자동 주차 시스템, 저속 시내 주행 보조 시스템, 사각 지대 경고 시스템 등으로 구현될 수 있다.

여기서, MDPS는 모터 구동을 차량의 주행속도에 따라 조절하여 스티어링 휠의 조향력(Steering Power)을 제어한다. 구체적으로, MDPS는 주차시나 저속 주행시에는 조향력을 가볍게 제어하고, 고속 주행시에는 조향력을 무겁게 제어함에 따라 고속 주행 안정성을 제공할 수 있다.

MDPS는 졸음운전 등의 상황에서 교통사고를 예방할 수 있게 하는 운전자 보조 시스템으로 각광받았지만, 종래의 휠조향제어는 차량의 주행속도, 차선인식상황 및 주행상황에 의해서만 수행되기 때문에 휠 제어 시 차량 운전자의 세부 주행 설정정보를 반영하지 않아 운전자가 불편감을 느낄 수 있다.

1. 한국 공개특허공보 제 10-2016-0055548호 (2016년05월18일) 2. 한국 등록특허공보 제 10-0767185호 (2007년10월12일)

실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 사용자, 명령 전달자에 의한 위치 및 각도 값을 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하고, 기계적이 동작을 하는 구동체에 의한 회전 수를 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하여 전기 자동차(xEV)의 요구사항을 반영한 조향각 보정 시스템을 제공한다.

또한, 실시예에 따른 캘리브레이션 시스템은 산술식을 통해 전기차량 휠의 위치 값을 동기화하고, 초기화 과정 및 명령을 통해 휠 위치가 설정되는 순간에 캘리브레이션 수식 및 로직으로 산출된다.

실시예에 따른 전기 자동차(xEV) 조향각 캘리브레이션 시스템은 전기 자동차 사용자의 명령 전달을 위해, 스티어링 휠(Steering Wheel)의 위치값 및 각도값을 기반으로 현재 상기 스티어링 휠의 위치를 판단하는 제1판단모듈; 휠 회전 수를 기반으로 스티어링 휠의 위치를 판단하는 제2판단모듈; 제1 판단모듈 및 제2 판단모듈로부터 전달된 상기 스티어링 휠의 위치 정보를 수집하여 위치 값을 동기화 하는 보정모듈; 을 포함한다.

바람직하게 제1 판단모듈; 및 제2 판단모듈; 은 스티어링 휠의 위치 값을 동기화하고, 보정모듈; 은 동기화 과정 및 명령에 의해서 휠 위치가 설정되는 순간 휠의 보정 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 전기 자동차(xEV) 사용자의 요구사항인 세부설정사항을 반영하여 휠 위치를 보다 정확하게 산출하고, 조향각을 제어함으로써, 차량 휠 제어를 보다 정확하게 수행한다.

또한, 운전자의 차량 세부설정을 반영하여 휠을 제어함으로써 운전자 보조 시스템 이용 시 운전자의 승차감을 개선시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 실시예에 따른 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템의 데이터 처리 블록도를 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템의 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템이 이동각도를 계산하기 위한 로직을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어기를 제어하기 위한 명령어로 변환하는 로직을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템이 차량통신 방식인 CAN 통신 방식을 수행하기 위해 데이터를 변환하는 것을 나타내는 로직이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템의 데이터 처리 블록도를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 조향각 캘리브레이션 시스템은 제1 판단모듈(110), 제2 판단모듈(130) 및 보정모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 ‘모듈’ 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.

제1판단모듈(110)은 전기 자동차 사용자의 명령 전달을 위해, 스티어링 휠(Steering Wheel)의 위치값 및 각도값을 기반으로 현재 스티어링 휠의 위치를 판단한다. 실시예에서 명령은 전기차량 운전자의 개별 운전 성향에 따른 세부 설정사항 및 설정값이 될 수 있다.

제 2 판단모듈(130)은 휠 회전 수를 기반으로 스티어링 휠의 위치를 판단한다. 보정모듈(150)은 제1 판단모듈 및 제2 판단모듈로부터 전달된 상기 스티어링 휠의 위치 정보를 수집하여 위치 값을 동기화한다.

즉 실시예에서는, 사용자, 명령 전달자는 위치와 각도 값을 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하고, 기계적이 동작을 하는 구동체는 회전 수를 기반으로 현재 위치를 기록, 판단한다. 이때, 사용자와 기계는 산술식에 의해서 위치 값을 동기화하며, 초기화 과정 및 명령에 의해서 설정이 되는 순간에 캘리브레이션 수식, 로직에 의해서 산출되고 처리된다.

실시예에서 제1 판단모듈(110); 및 제2 판단모듈(130); 은 스티어링 휠의 위치 값을 동기화하고, 보정모듈(150) 은 동기화 과정 및 명령에 의해서 휠 위치가 설정되는 순간 휠의 보정 위치를 산출한다. 실시예에서 스티어링 위치 값은 카운트 값을 포함하고, 제1 판단모듈; 에 의해 지정되는 앵글(Angle)은 각도값을 포함한다.

또한, 보정모듈(150)은 제1 판단모듈(110)로부터 전달된 사용자 설정 각도로 이동하기 위해 각도를 지정하면, 위치 조정을 위한 캘리브레이션 값을 구성하고, 메모리에 기록하고, 현재 스티어링 휠의 위치와 휠 각도의 카운트 값을 기록한다. 아울러 변경하는 각도의 범위의 값의 명령에 대해서 카운트를 생성한다.

실시예에서 포지션 값은 카운트값으로 구성되어 있으며, 사용자가 지정하는 앵글은 각도값으로 구성된다. 사용자가 원하는 각도로 이동하기 위해서 각도를 지정하면, 산술식에 의해서 위치 조정을 위한 캘리브레이션 값을 구성하게 되며, 메모리에 기록하여 현재의 위치와 기계적인 각도의 카운트 값을 기록하고, 변경하는 각도의 범위의 값의 명령에 대해서 카운트를 생성하여 명령한다.

실시예에서 보정모듈(150)은 변경하는 각도의 범위의 값의 명령을 지정하는 동안 데이터 수신이 일정시간 이상 정지된 경우 에러를 카운트하여 캘리브레이션을 반복 수행하거나 미스 매칭(mismatching) 처리한다. 즉, 명령을 지정하는 동안 데이터가 수신이 장시간 안되는 경우, 에러 카운트를 하여 캘리브레이션을 반복 수행하거나 미스매칭 처리하여 제어권을 운전자 모드로 전환한다.

도 2는 실시예에 따른 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템의 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 조향각 캘리브레이션 시스템은 차량 사용자의 휠 제어 세부설정사항인 명령 전달을 위해 S100 단계에서 휠 제어권을 획득한다. S200 단계에서는 휠 위치 카운트 값을 인식하고, S300 단계에서는 인식된 휠 위치 카운트 값을 계산된 카운트 값으로 변경한다. S400 단계에서는 휠 움직임을 설정하고 S400 단계에서는 소비되고 있는 전류, 순간속도 값을 모니터링한다. S500 단계에서는 휠 동작을 위한 움직임을 설정하고, S600 단계에서는 휠 제어권을 해제하여 휠 제어 시 차량 사용자의 세부 설정사항이 반영되도록 한다. S600 단계에서는 휠 제어권을 운전자 모드로 전환하여 휠 제어 시 전기차량 운전자의 요구사항이 반영되도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템이 이동각도를 계산하기 위한 로직을 나타내는 도면이다.

실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 현재 조향각도인 SASAngle을 기초로 목표 조향각에 도달하기 위한 이동각도를 계산할 수 있다. 이에 따라 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템은 계산된 이동각도만큼 조향각을 이동시킬 수 있다.

실시예에 있어서, 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템은 n차의 시간경과에 따라 조향각의 변화량을 고려하여 이동하고자 하는 목표하는 위치까지의 이동을 위한 조향각도를 산출하고, 이동을 위한 거리 계산을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어기를 제어하기 위한 명령어로 변환하는 로직을 나타내는 도면이다.

실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 모터 제어기를 제어하기 위한 명령어를 변환할 수 있다. 구체적으로, 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템은 조향 제어의 움직임을 제어하는 모터제어기에 산출된 각도 값을 전달하기 위해 해당 각도값을 도 4에 도시된 로직을 통해 명령어로 변환하고 명령어를 모터제어기에 입력하여 목표하는 조향각도로 주행을 수행할 수 있게 할 수 있다. 이때, 모터제어기는 엘모(ELMO)일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템이 차량통신 방식인 CAN 통신 방식을 수행하기 위해 데이터를 변환하는 것을 나타내는 로직이다. 예컨대, 해당 로직은 ID에 Timestamp 값과 데이터를 전달하기 위한 메시지 맵일 수 있다.

실시예에 따른 전기차의 조향각 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 사용자, 명령 전달자에 의한 위치 및 각도 값을 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하고, 기계적이 동작을 하는 구동체에 의한 회전 수를 기반으로 현재 위치를 기록, 판단하여 전기 자동차(xEV)의 요구사항을 반영한 조향각 보정 시스템을 제공한다.

이상에서와 같은 캘리브레이션 시스템 및 보정방법은 전기 자동차(xEV) 사용자의 요구사항인 세부설정사항을 반영하여 휠 위치를 보다 정확하게 산출하고, 조향각을 제어함으로써, 차량 휠 제어를 보다 정확하게 수행한다.

또한, 운전자의 차량 세부설정을 반영하여 휠을 제어함으로써 운전자 보조 시스템 이용 시 운전자의 승차감을 개선시킬 수 있다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (6)

1. 전기 자동차(xEV) 조향각 캘리브레이션 시스템에 있어서,
   전기 자동차 사용자의 명령 전달을 위해, 스티어링 휠(Steering Wheel)의 위치값 및 각도값을 기반으로 현재 상기 스티어링 휠의 위치를 판단하는 제1판단모듈;
   기계적인 동작을 하는 전기 자동차를 위해, 휠 회전 수를 기반으로 상기 스티어링 휠의 위치를 판단하는 제2판단모듈;
   상기 제1 판단모듈 및 제2 판단모듈로부터 전달된 상기 스티어링 휠의 위치 정보를 수집하여 위치 값을 동기화 하는 보정모듈; 을 포함하고,
   상기 전기 자동차 사용자의 명령은 전기 자동차 사용자의 개별 운전 성향에 따른 세부 설정사항이고,
   상기 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템은 휠 제어권을 획득한 후, 상기 휠의 위치를 판단하여 상기 휠의 위치 값을 동기화하고, 휠 동작을 위한 움직임을 설정하며, 상기 휠 제어권을 해제하여 운전자 모드로 전환함으로써 상기 세부 설정사항이 반영되게 하고,
   상기 제1 판단모듈; 및 제2 판단모듈; 은
   위치 값을 동기화하고,
   상기 보정모듈; 은 동기화 과정 및 명령에 의해서 휠 위치가 설정되는 순간 휠의 보정 위치를 산출하고,
   상기 스티어링 휠의 위치 값은 카운트 값을 포함하고,
   상기 제1 판단모듈; 에 의해 지정되는 앵글(Angle)은 각도값을 포함하고,
   상기 보정모듈; 은
   상기 제1 판단모듈; 로부터 전달된 사용자 설정 각도로 이동하기 위해 각도를 지정하면, 위치 조정을 위한 캘리브레이션 값을 구성하고, 메모리에 기록하고,
   상기 보정모듈; 은
   현재 스티어링 휠의 위치와 휠 각도의 카운트 값을 기록하고, 변경하는 각도의 범위의 값의 명령에 대해서 카운트를 생성하고,
   상기 보정모듈; 은
   변경하는 각도의 범위의 값의 명령을 지정하는 동안 데이터 수신이 일정시간 이상 정지된 경우 에러를 카운트하여 캘리브레이션을 에러 카운트수만큼 반복 수행하고, 상기 데이터 수신이 계속 정지된 경우, 사용자에게 제어권을 이양하여 미스 매칭(mismatching)을 처리하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 조향각 캘리브레이션 시스템.
   
   
   
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