KR102350043B1 - 자동 조향 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 운전자 지원 시스템의 요구 토크에 따라 자동 조향 제어를 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 요구 토크에 의한 구동전류를 출력함에 있어서 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용한 보상전류를 출력함으로써, 차량 부하나 노면 조건 등에 의하여 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 조향 휠이 툭툭 끊기지 않고 부드럽게 회전하면서 자동 조향이 이루어질 수 있도록 한다.

Description

자동 조향 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AUTONOMOUS STEERING}
본 실시예들은 차량 내 시스템에 의해 자동으로 조향을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량의 조향 장치는 전동식 조향 장치가 보편화되어 있으며, 전동식 조향 장치는, 조향 휠의 회전에 의해 회전 토크(조향 토크)가 발생하면 발생된 회전 토크에 비례하는 전류를 모터에 인가함으로써 모터를 구동하여 조향을 제어하는 방식이다. 즉, 운전자가 조향 휠을 회전시킴에 따라 발생하는 회전 토크를 기반으로 조향을 제어한다.
한편, 최근 운전자의 안전 및 편의를 위해 연구, 개발되고 있는 운전자 지원 시스템(DAS: Driver Assist System)은, 차량에 장착된 센서에 의해 획득된 정보를 기반으로 차량을 제어하여 운전자를 보조하며, 차량을 제어하는 과정에서 자동 조향을 수행하는 경우가 있다.
예를 들어, 차선 유지 보조 시스템(LKA: Lane Keeping Assist)은 주행중인 차량이 주행차로의 차선을 이탈하지 않도록 하기 위해서 자동 조향을 수행하며, 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA: Traffic Jam Assist)은 주행중인 차량이 인접한 차량과 일정한 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 차속 및 조향 제어를 수행한다. 또한, 자율 주행 시스템(Autonomous Driving System)도 차량을 제어하는 과정에서 자동 조향 제어를 수행한다.
그런데, 차선 유지 보조 시스템(LKA)이나 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA) 등과 같은 운전자 지원 시스템(DAS)에 의한 자동 조향 시, 센서에 의해 획득된 정보에 따라 동일한 토크로 조향을 제어하더라도 차량의 부하나 노면 조건 등에 따라 자동 조향이 부드럽게 수행되지 않고 툭툭 끊기는 현상이 발생한다.
이러한 경우, 운전자 지원 시스템(DAS)에 의한 자동 조향이 정밀하게 수행되지 않을 수 있는 문제점이 있으며, 운전자 지원 시스템(DAS)에 의한 자동 조향이 부드럽게 이루어지지 않음으로써 운전자가 운전자 지원 시스템(DAS)을 신뢰하지 못하고 불안감을 느낄 수 있게 하는 문제점이 존재한다.
본 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 운전자 지원 시스템으로부터 입력된 요구 토크에 따라 조향을 제어함에 있어서 조향 휠의 회전에 따라 발생하는 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 인가함으로써, 차량 부하가 큰 경우에도 자동 조향을 부드럽게 수행하는 자동 조향 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 인가함에 있어서 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 출력함으로써, 주행상황에 적합하고 안전한 자동 조향을 수행하는 자동 조향 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예는, 자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하고 수신된 요구 토크에 해당하는 조향 토크를 생성하기 위한 구동전류를 출력하는 구동전류 출력부와, 조향 토크에 따른 조향 중 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하되, 토크의 변화율에 차속에 따른 제1게인, 조향각에 따른 제2게인 및 조향각속도에 따른 제3게인을 적용하여 보상전류를 출력하는 보상전류 출력부를 포함하는 자동 조향 제어 시스템을 제공할 수 있다.
이러한 자동 조향 제어 시스템에서, 보상전류 출력부는, 토크의 변화율에 차속이 증가할수록 감소하는 제1게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수 있고, 토크의 변화율에 차속이 기설정된 속도 이하이면 일정한 값을 가지며 차속이 기설정된 속도보다 크면 점차적으로 감소하는 제1게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
이러한 자동 조향 제어 시스템에서, 보상전류 출력부는, 토크의 변화율에 조향각이 자동 조향을 위한 요구 토크를 출력한 운전자 지원 시스템에 따라 결정되는 범위를 벗어나면 0으로 결정되는 제2게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수 있으며, 토크의 변화율에 조향각속도의 절댓값이 기설정된 각속도 이상이면 점차적으로 감소하는 제3게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
이러한 자동 조향 제어 시스템에서, 보상전류 출력부는, 차속에 따른 제1게인 및 조향각에 따른 제2게인 중 적어도 하나를 적용한 토크의 변화율을 로우 패스 필터에 통과시켜 출력할 수도 있다.
다른 실시예는, 자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하는 단계와, 요구 토크에 따라 조향 토크를 생성하는 단계와, 조향 토크에 따른 조향 중 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하는 단계를 포함하고, 보상전류를 출력하는 단계는, 토크의 변화율에 차속에 따른 제1게인, 조향각에 따른 제2게인 및 조향각속도에 따른 제3게인을 적용하여 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 운전자 지원 시스템에 의해 입력되는 요구 토크에 따른 자동 조향 시 조향 휠의 회전에 의한 토크의 변화율에 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용한 보상전류를 출력함으로써, 차량 부하나 노면 조건 등에 의해 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 자동 조향을 부드럽게 수행하는 자동 조향 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 시스템의 보상전류 출력부의 구성을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 3과 도 4는 본 실시예들에 따른 차속 게인의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 5와 도 6은 본 실시예들에 따른 조향각 게인의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 조향각속도 게인의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 요구 토크 게인의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 시스템(100)은 구동전류 출력부(110)와 보상전류 출력부(120)를 포함한다.
구동전류 출력부(110)는, 운전자 지원 시스템(200)으로부터 요구 토크를 수신하고 수신된 요구 토크에 해당하는 구동전류를 생성하여 모터(40)로 공급한다.
즉, 운전자 지원 시스템(200)에 의한 차량 제어를 위해 요구되는 토크에 따라 조향 휠을 동작시키는 구동전류를 생성하여 모터(40)로 공급함으로써, 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 따른 조향 제어가 이루어질 수 있도록 한다.
본 실시예들에서 운전자 지원 시스템(200)은 운전자 지원 시스템(200)에 의한 차량 제어 과정에서 자동 조향 제어를 포함하는 운전자 지원 시스템(200)을 의미한다.
예를 들어, 차량이 주행중인 차로의 차선을 이탈하지 않도록 하는 차선 유지 보조 시스템(LKA)이나 교통혼잡 영역에서 주행중인 차량이 인접한 차량과 일정한 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 보조하는 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA) 등을 의미한다.
운전자 지원 시스템(200)은, 카메라 등과 같은 센서로부터 획득된 정보에 기초하여 차량의 조향 제어가 필요한지 여부를 판단한다.
예를 들어, 차선 유지 보조 시스템(LKA)이 주행중인 차량이 주행차로의 차선 중 어느 하나와 일정 거리 이하로 가까워지면 차량의 조향 제어가 필요하다고 판단한다. 그리고, 차량이 주행차로의 차선을 이탈하지 않도록 차량이 가까워진 차선과 반대 방향으로 조향 휠이 동작하도록 한다.
이때, 차량이 현재 위치로부터 주행차로의 특정 위치(예: 주행차로의 중앙)로 이동하기 위해 필요한 조향 제어량에 해당하는 요구 토크를 산출하고 산출된 요구 토크를 구동전류 산출부(110)로 전달한다.
구동전류 산출부(110)는, 운전자 지원 시스템(200)으로부터 수신된 요구 토크에 따른 구동전류를 모터(40)에 공급하여 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 따른 자동 조향이 수행되도록 한다.
이때, 구동전류 산출부(110)가 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크를 발생시키기 위하여 그에 해당하는 구동전류를 모터(40)에 공급하더라도, 차량 부하가 큰 조건(예: 저속 주행)에 해당하거나 노면 조건에 따라 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에는 조향 제어가 부드럽게 되지 않고 툭툭 끊길 수가 있다.
본 실시예들은 전술한 경우에도 부드러운 자동 조향 제어가 수행될 수 있도록 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하는 보상전류 출력부(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보상전류 출력부(120)는, 운전자 지원 시스템(200)으로부터 요구 토크가 수신되고 수신된 요구 토크에 따라 조향 휠이 동작하면 조향 휠의 회전에 따라 발생하는 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하여 모터(40)로 공급한다.
즉, 구동전류 출력부(110)에 의해 출력되는 구동전류에 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 추가적으로 합하여 모터(40)로 공급함으로써, 차량 부하가 크거나 노면 조건에 의해 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 부드러운 자동 조향이 수행될 수 있도록 한다.
보상전류 출력부(120)는, 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력함에 있어서, 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수 있다.
예를 들어, 차량이 저속 주행을 하는 경우, 즉, 차속이 작은 경우에는 차량 부하가 큰 상태에 해당하므로, 차속이 작을수록 증가하는 차속 게인을 토크의 변화율에 곱하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
즉, 차속이 작은 경우에는 토크의 변화율에 큰 차속 게인을 적용하고 차속이 큰 경우에는 토크의 변화율에 작은 차속 게인을 적용함으로써, 차량 부하가 큰 경우에는 큰 보상전류가 인가되고 차량 부하가 작은 경우에는 작은 보상전류가 인가되도록 한다.
조향각에 따른 게인은, 요구 토크를 출력하는 운전자 지원 시스템(200)의 종류에 따라 제어되는 조향각의 범위가 상이하므로, 조향각의 크기에 따라 보상전류의 인가를 제한하는 기능을 한다.
예를 들어, 차선 유지 보조 시스템(LKA)이나 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA)에 의한 자동 조향은 조향각이 크게 발생하는 경우가 아니므로, -90°~+90°의 구간에서만 조향각 게인을 가지고 그 이외의 구간에서는 조향각 게인을 0으로 하여 보상전류의 인가를 제한할 수 있다. 그리고, 자율 주행 시스템과 같이 조향각의 범위가 큰 경우에는 조향각 게인을 갖는 범위를 크게 설정할 수 있다.
조향각속도에 따른 게인은, 자동 조향이 부드럽게 되어 마찰력의 감소로 조향 휠이 너무 빠르게 돌게 되면 안전에 문제가 발생할 수 있으므로, 일정한 조향각속도를 벗어나는 경우에는 보상전류의 인가를 제한하는 기능을 한다.
요구 토크에 따른 게인은, 요구 토크에 비례하는 게인이다. 그러나, 요구 토크 자체가 큰 값으로 입력되므로 반드시 요구 토크에 비례할 필요는 없으며, 차종에 따라 튜닝이 필요한 게인이다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 실시예들에 따른 보상전류 출력부(120)를 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 실시예들에 따른 보상전류 출력부(120)의 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 보상전류 출력부(120)는 게인 적용부(121)와 로우 패스 필터(122)를 포함할 수 있다.
게인 적용부(121)는, 토크의 변화율을 입력받고 입력받은 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력한다. 그리고, 보상전류를 출력함에 있어서 토크의 변화율에 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수 있다.
즉, 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 따라 조향 휠이 동작하면 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따라 결정되는 게인을 적용하여 보상전류를 출력함으로써, 차량 부하나 노면 조건에 따라 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 부드러운 자동 조향이 수행될 수 있도록 한다.
게인 적용부(121)는, 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 바로 출력할 수도 있으나, 차속 등에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
차속에 따른 게인은, 차속이 작을수록 증가하는 게인으로서 차속이 작으면 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 상태에 해당하므로 토크의 변화율에 큰 차속 게인을 곱하여 보상전류를 출력할 수 있도록 한다.
도 3과 도 4는 본 실시예들에 따른 차속 게인의 예시를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 차속에 따른 게인은 차속이 일정한 속도 이하에서는 고정된 값을 가지고 차속이 일정한 속도보다 크면 점차적으로 감소하는 값일 수 있다. 즉, 일정한 속도 이하에서는 고정된 게인을 토크의 변화율에 적용하여 차량이 저속주행 중 자동 조향을 하는 경우 큰 보상전류가 인가될 수 있도록 한다.
도 4를 참조하면, 차속에 따른 게인은 차속이 증가할수록 점차적으로 감소하는 값을 가질 수 있다. 즉, 차속이 작은 경우에는 큰 차속 게인을 가지고 차속이 큰 경우에는 작은 차속 게인을 가지도록 한다. 따라서, 차속이 작아 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에는 큰 보상전류가 인가되도록 하고, 큰 차속으로 인하여 차량과 노면 간의 마찰력이 상대적으로 작아지면 작은 보상전류가 인가되도록 한다.
따라서, 본 실시예들에 의하면, 차량과 노면 간의 마찰력에 영향을 주는 차속에 따른 게인을 토크의 변화율에 곱하여 보상전류를 출력함으로써, 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 부드러운 자동 조향이 수행될 수 있도록 한다.
게인 적용부(121)는, 조향각에 따른 게인을 토크의 변화율에 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
조향각에 따른 게인은, 조향각의 범위에 따라 보상전류의 인가를 제한하는 기능을 하는 것으로서, 자동 조향을 위한 요구 토크를 출력하는 운전자 지원 시스템(200)의 종류에 따라 제어되는 조향각의 범위가 상이할 수 있기 때문이다.
즉, 운전자 지원 시스템(200)이 차선 유지 보조 시스템(LKA)이나 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA)과 같이 큰 조향각이 요구되지 않는 시스템인 경우에는 조향각 게인을 갖는 범위를 작게 설정하고, 자율 주행 시스템과 같이 큰 조향각 제어도 요구되는 시스템인 경우에는 조향각 게인을 갖는 범위를 크게 설정한다.
도 5와 도 6이 본 실시예들에 따른 조향각 게인의 예시를 나타낸 것으로서, 도 5는 차선 유지 보조 시스템(LKA)이나 혼잡구간 주행지원 시스템(TJA)에 의한 자동 조향의 경우를 나타낸 것이고, 도 6은 자율 주행 시스템에 의한 자동 조향의 경우를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 차선 유지 보조 시스템(LKA) 등과 같이 큰 조향각의 제어가 요구되지 않는 경우에는, 조향각이 -90°~+90°인 범위에서만 조향각 게인을 가지도록 하고, 조향각이 그 범위를 벗어나는 경우에는 조향각 게인을 0으로 함으로써 차선 유지 보조 시스템(LKA) 등에 의한 자동 조향 제어의 경우에만 보상전류가 출력될 수 있도록 한다.
도 6을 참조하면, 자율 주행 시스템과 같이 큰 조향각의 제어가 요구되는 경우에는, 조향각이 -180°~+180°인 범위에서 조향각 게인을 갖도록 함으로써 자율 주행을 위한 자동 조향 시 필요한 보상전류가 출력될 수 있도록 한다.
게인 적용부(121)는, 조향각속도에 따른 게인을 토크의 변화율에 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
조향각속도에 따른 게인은, 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류의 인가로 인하여 마찰력이 감소함으로써 조향 휠이 부드럽게 회전하면서 지나치게 빠르게 돌게 되면 안전에 문제가 발생할 수 있으므로, 조향각속도에 따라 보상전류의 인가를 제한하는 기능을 한다.
예를 들어, 조향각속도가 일정한 각속도 이상인 경우에는 조향각속도에 따른 게인을 0으로 설정함으로써, 토크의 변화율에 비례하는 보상전류의 인가를 제한한다.
도 7은 본 실시예들에 따른 조향각속도 게인의 예시를 나타낸 것으로서, 도 7을 참조하면, 조향각속도가 일정한 각속도 이내인 범위에서만 조향각속도 게인을 가지도록 한다.
따라서, 조향각속도가 일정한 각속도를 벗어나는 경우에는 조향각속도 게인에 의하여 보상전류가 출력되지 않도록 함으로써, 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 따른 자동 조향 시 조향 휠이 지나치게 빠르게 회전하는 것을 방지한다. 즉, 보상전류의 인가로 마찰력이 감소되도록 하여 부드러운 자동 조향이 이루어지도록 하면서, 마찰력의 지나친 감소로 인해 조향 휠이 너무 빠르게 회전하는 것을 방지한다.
게인 적용부(121)는, 토크의 변화율에 요구 토크에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 출력할 수도 있다.
요구 토크에 따른 게인은, 운전자 지원 시스템(200)으로부터 입력되는 요구 토크에 비례하는 게인에 해당하나, 큰 요구 토크가 입력으로 들어오므로 무조건 비례해서 게인이 커질 필요는 없으며 차종에 따라 튜닝이 필요한 게인에 해당한다.
도 8은 본 실시예들에 따른 요구 토크에 따른 게인의 예시를 나타낸 것으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 기본적으로 요구 토크에 비례하는 값을 가지나 반드시 요구 토크에 비례하지는 않게 게인이 설정된다.
한편, 본 실시예들에 따른 보상전류 출력부(120)는 로우 패스 필터(122)를 포함할 수 있다.
로우 패스 필터(122)는, 토크의 변화율에 따른 보상전류를 출력함에 있어서 토크의 변화율의 성분이 로우 패스 필터(122)를 통과하도록 하여 응답을 지연시키는 기능을 한다.
로우 패스 필터(122)는, 상대적으로 지연시킬 필요가 있는 게인들을 토크의 변화율에 곱한 후 로우 패스 필터(122)를 통과하도록 한다.
예를 들어, 토크의 변화율에 차속에 따른 게인을 적용한 이후에 로우 패스 필터(122)를 통과하게 하거나, 토크의 변화율에 조향각에 따른 게인을 적용한 이후에 로우 패스 필터(122)를 통과하도록 할 수 있다. 또는, 토크의 변화율에 차속에 따른 게인과 조향각에 따른 게인을 적용한 이후에 로우 패스 필터(122)를 통과하도록 할 수도 있다.
로우 패스 필터(122)는, 토크의 변화율의 성분 중 저주파 성분을 통과시켜 응답을 지연시키는 것이며, 이는 토크의 변화율이 발생할 때마다 즉각적으로 보상전류에 의해 정지 마찰력이 낮아지는 것을 방지하도록 한다.
따라서, 토크의 변화율이 로우 패스 필터(122)를 통과하도록 함으로써, 보상전류가 즉각적으로 적용되는 것을 방지하여 자동 조향에 의한 조향 휠의 회전이 더욱 부드럽고 자연스럽게 이루어질 수 있도록 한다.
도 9는 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 자동 조향 제어 시스템(100)은 운전자 지원 시스템(200)으로부터 자동 조향을 위한 요구 토크를 수신한다(S900).
자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하면, 수신된 요구 토크에 따라 조향 휠을 동작시키기 위한 구동전류를 생성하여 모터(40)에 공급한다(S920).
이때, 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 따라 조향 제어가 자동으로 수행되도록 하나, 차량 부하 등을 이유로 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에는 요구 토크에 따른 자동 조향 제어가 부드럽게 되지 않을 수 있다.
따라서, 본 실시예들은 요구 토크에 따른 자동 조향 시 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 인가하여 마찰력을 감소시켜 부드러운 자동 조향이 수행될 수 있도록 한다. 그리고, 보상전류를 인가함에 있어서 토크의 변화율에 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 적용하여 보상전류를 인가할 수도 있다.
자동 조향 제어 시스템(100)은, 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 결정한다(S940).
차속에 따른 게인은 차속이 작을수록 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 상태에 해당하므로 큰 값을 갖는 게인이다. 조향각에 따른 게인은 운전자 지원 시스템(200)에 따른 조향각의 범위를 벗어나는 조향각에 의한 보상전류 인가를 제한하는 게인이며, 조향각속도에 따른 게인은 마찰력의 감소로 조향 휠이 지나치게 빠르게 회전하는 것을 방지하기 위해 조향각속도가 일정한 각속도 이상이면 보상전류의 인가를 제한하는 게인이다. 요구 토크에 따른 게인은 요구 토크에 비례하는 게인이나 차종에 따라 튜닝이 필요한 게인에 해당한다.
자동 조향 제어 시스템(100)은, 결정된 차속, 조향각, 조향각속도 및 요구 토크에 따른 게인을 토크의 변화율에 적용하여 보상전류를 출력한다(S960).
따라서, 운전자 지원 시스템(200)의 요구 토크에 의한 자동 조향 시 차량과 노면 간의 마찰력을 고려한 보상전류를 추가적으로 인가함으로써, 차량 부하나 노면 조건에 의하여 차량과 노면 간의 마찰력이 큰 경우에도 조향 휠이 툭툭 끊기지 않고 부드럽게 회전할 수 있도록 한다.
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 것이며, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
10: 토크 센서 20: 차속 센서
30: 조향각 센서 40: 모터
100: 자동 조향 제어 시스템
110: 구동전류 출력부 120: 보상전류 출력부
121: 게인 적용부 122: 로우 패스 필터
200: 운전자 지원 시스템

Claims (10)

  1. 자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하고 수신된 요구 토크에 해당하는 조향 토크를 생성하기 위한 구동전류를 출력하는 구동전류 출력부; 및
    상기 조향 토크에 따른 조향 중 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하되, 상기 토크의 변화율에 차속에 따른 제1게인, 조향각에 따른 제2게인 및 조향각속도에 따른 제3게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 보상전류 출력부를 포함하고,
    상기 보상전류 출력부는,
    상기 토크의 변화율에 있어 상기 차속이 기설정된 속도 이하이면 일정한 값을 가지며, 상기 차속이 기설정된 속도보다 크면 점차적으로 감소하는 상기 제1게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보상전류 출력부는,
    상기 토크의 변화율에 상기 차속이 증가할수록 감소하는 상기 제1게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상전류 출력부는,
    상기 토크의 변화율에 상기 조향각이 상기 자동 조향을 위한 요구 토크를 출력한 운전자 지원 시스템에 따라 결정되는 범위를 벗어나면 0으로 결정되는 상기 제2게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보상전류 출력부는,
    상기 토크의 변화율에 상기 조향각속도의 절댓값이 기설정된 각속도 이상이면 점차적으로 감소하는 상기 제3게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보상전류 출력부는,
    상기 차속에 따른 제1게인 및 상기 조향각에 따른 제2게인 중 적어도 하나를 적용한 상기 토크의 변화율을 로우 패스 필터에 통과시키는 자동 조향 제어 시스템.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 구동전류 출력부는,
    운전자 지원 시스템으로부터 상기 자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하는 자동 조향 제어 시스템.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    자동 조향을 위한 요구 토크를 수신하는 단계;
    상기 요구 토크에 따라 조향 토크를 생성하는 단계; 및
    상기 조향 토크에 따른 조향 중 조향 휠의 회전에 따른 토크의 변화율에 비례하는 보상전류를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 보상전류를 출력하는 단계는,
    상기 토크의 변화율에 차속에 따른 제1게인, 조향각에 따른 제2게인 및 조향각속도에 따른 제3게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하되,
    상기 토크의 변화율에 있어 상기 차속이 기설정된 속도 이하이면 일정한 값을 가지며, 상기 차속이 기설정된 속도보다 크면 점차적으로 감소하는 상기 제1게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 방법.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서,
    상기 보상전류를 출력하는 단계는,
    상기 토크의 변화율에 상기 차속에 반비례하는 상기 제1게인을 적용하여 상기 보상전류를 출력하는 자동 조향 제어 방법.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제8항에 있어서,
    상기 보상전류를 출력하는 단계는,
    상기 차속에 따른 제1게인 및 상기 조향각에 따른 제2게인 중 적어도 하나를 적용한 상기 토크의 변화율을 로우 패스 필터에 통과시키는 단계를 포함하는 자동 조향 제어 방법.
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