KR20110001529A - 조타력 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 조타력 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 보상값을 입력받는 보상값 입력부; 토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부; 보상값을 토대로 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상부; 및 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어부를 포함하는 조타력 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 운전자의 사용자 설정에 따라 보상값을 입력받아 토크 신호를 보상하고 이를 이용하여 조타력 제어를 수행함으로써, 운전자별로 각자에 맞는 만족스러운 조향감을 느끼도록 해주어 핸들 조작의 편리성을 제공해줄 수 있는 효과가 있다.
조타력, 보상, 토크

Description

조타력 제어 방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Controlling Steering Effort}
본 발명의 일 실시예는 조타력 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 운전자별로 운전자가 원하는 조향감을 느낄 수 있도록 하는 조타력 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기존의 조향 시스템에서는, 차량의 속도에 따라 보조 조타력을 상이하게 제공해줌으로써, 차량 속도가 저속이면 핸들을 가볍게 해주어 운전자가 핸들을 용이하게 조작할 수 있도록 해주며, 차량 속도가 고속인 경우 핸들을 무겁게 하여 고속 주행시 핸들 급조타를 방지하여 핸들 조작의 편리함과 주행 안정성을 향상시키는 기능을 제공한다.
하지만, 이러한 기존의 조향 시스템에서 제공되는 운전자 조향감은, 운전자별로 선호하는 적정 조타력의 수준이 달라 모든 운전자에게 만족스럽지는 않다는 문제점이 있다. 따라서, 운전자별로 운전자가 원하는 조향감을 느낄 수 있도록 하는 조타력 제어 기술이 요구되고 있으나, 이러한 요구를 기존의 조향 시스템에서는 제공해주지 못하고 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 일 실시예의 목적은, 운전자별로 운전자가 원하는 조향감을 느낄 수 있도록 하는 조타력 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예는, 보상값을 입력받는 보상값 입력부; 토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부; 상기 보상값을 토대로 상기 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상부; 및 상기 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어부를 포함하는 조타력 제어 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 보상값을 입력받는 보상값 입력 단계; 토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력 단계; 상기 보상값을 토대로 상기 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상 단계; 및 상기 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어 단계를 포함하는 조타력 제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 운전자의 사용자 설정에 따라 보상값을 입력받아 토크 신호를 보상하고 이를 이용하여 조타력 제어를 수행함으로써, 운전자별로 각자에 맞는 만족스러운 조향감을 느끼도록 해주어 핸들 조작의 편리성을 제공해줄 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 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 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)에 대한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)는, 보상값을 입력받는 보상값 입력부(110), 토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부(120), 입력된 보상값을 토대로 입력된 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상부(130), 및 생성된 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어부(140) 등을 포함한다.
전술한 보상값 입력부(110)는, 사용자 설정 값을 따라 양수 또는 음수의 부 호를 갖는 보상값을 입력받을 수 있으며, 입력된 보상값의 단위는, 일 예로서, 퍼센트(%) 단위 값일 수 있다. 예를 들어, 해당 운전자가 조향감이 너무 무거워 운전하기에 불편함을 느껴, 10% 정도의 조향감을 가볍게 하고 싶다면, -10%의 보상값을 사용자 설정으로 입력하면 된다. 한편, 해당 운전자가 조향감이 너무 가벼워 핸들 급조타가 발생하는 불편함을 느껴 15% 정도의 조향감을 무겁게 하고 싶다면, +15%의 보상값을 사용자 설정으로 입력하면 된다.
한편, 보상값 입력을 위해 운전자의 사용자 설정시, 진단 장비를 이용하여 설정할 수 있다. 이와 같이 진단 장비를 이용하여 사용자 설정을 하는 경우, 기존에는 여러 가지 정보 맵(Map)을 가지고 사용자 설정을 함으로써 많은 메모리가 필요하고 적절한 보상값 입력을 위한 사용자 설정의 튜닝에 어려움이 있었던 것이 비해, 운전자의 사용자 설정을 위한 정보 맵(Map)을 한 개만 가지고도 여러 가지 보상값을 입력할 수 있는 사용자 설정이 가능하다는 장점이 있다.
전술한 토크 신호 보상부(130)는, 입력된 보상값을 토대로 입력된 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 데, 이러한 보상 토크 신호 생성의 일 예로서, 토크 신호 보상부(130)는 토크 신호 입력부(120)에 입력된 토크 신호 및 보상값 입력부(110)에 입력된 보상값을 곱하여 증감 토크 신호를 획득하고, 토크 신호 입력부(120)에 입력된 토크 신호와 획득된 증감 토크 신호를 더하여 보상 토크 신호를 생성할 수 있다. 전술한 보상 토크 신호의 예는 아래 수학식 1을 이용하여 생성될 수 있다.
Figure 112009039924684-PAT00001
상기 수학식 1에서, 보상값은 양수 또는 음수의 부호를 갖는 퍼센트(%) 값이며, 따라서, 이를 이용해서 얻어진 증감 토크 신호도 양수 또는 음수의 부호를 갖는 값이다.
전술한 조타력 제어부(140)는, 전술한 토크 신호 보상부(130)에서 생성된 보상 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류가, 보상 전 토크 신호 입력부(120)에서 입려된 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류와 동일하도록, 보조 조타력의 크기를 제어하여 발생시켜 핸들 조타력을 어시스트(Assist)하는 조타력 제어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)를 이용하지 않거나 보상값에 대한 사용자 설정이 0(%)인 경우, 해당 운전자는 50kgf-cm의 토크를 입력함으로써 이 입력 토크에서 최대전류를 공급할 수 있는 것을 가정한다.
이와 같은 상황에 대해서, 해당 운전자가 핸들의 조타력(Steering Effort)이 너무 무겁다고 느끼고 이로 인한 높은 운전 피로감 등의 불만을 가지는 경우를 가정한다. 이처럼 해당 운전자가 조향감을 너무 무겁게 느끼는 문제점에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)는, 해당 운전자가 너무 무겁게 느 낀 조향감을 가볍게 해줄 수 있다. 해당 운전자가 10% 정도의 조향감을 가볍게 하기 위한 보상값으로서 -10(%) 값을 사용자 설정값으로 입력하게 되면, 조타력 제어 장치(100)의 보상값 입력부(110)에서 -10(%) 값을 보상값으로 입력받고, 조타력 제어 장치(100)에 포함된 토크 신호 보상부(130)는 (상기 수학식 1 참조) 입력된 -10% 보상값을 토대로 50kgf-cm의 토크 신호를 보상함으로써, 45kfg-cm(=50*(1+(-10/100))의 보상 토크 신호를 생성하고, 조타력 제어부(140)는 이렇게 생성된 보상 토크 신호에서 최대 전류가 공급되도록 조타력 제어를 수행함으로써, 해당 운전자가 기존에 비해 10% 정도의 가벼워진 조향감을 느낄 수 있게 해준다.
다른 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)를 이용하지 않거나 보상값에 대한 사용자 설정이 0(%)인 경우, 해당 운전자는 50kgf-cm의 토크를 입력함으로써 이 입력 토크에서 최대전류를 공급할 수 있는 것을 가정한다. 이와 같은 상황에 대해서, 해당 운전자가 핸들의 조타력(Steering Effort)이 너무 가볍다고 느끼고, 이로 인해, 급조타가 자주 발생하는 등의 안정적 주행에 불만을 가지는 경우를 가정한다. 이처럼 해당 운전자가 조향감을 너무 가볍게 느끼는 문제점에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)는, 해당 운전자가 너무 가볍게 느낀 조향감을 무겁게 해줄 수 있다. 해당 운전자가 5% 정도의 조향감을 무겁게 하기 위한 보상값으로서 +5(%) 값을 사용자 설정값으로 입력하게 되면, 조타력 제어 장치(100)의 보상값 입력부(110)에서 +5(%) 값을 보상값으로 입력받고, 조타력 제어 장치(100)에 포함된 토크 신호 보상부(130)는 (상기 수학식 1 참조) 입력된 +5(%) 보상값을 토대로 50kgf-cm의 토크 신호를 보상함으로써, 52.5kfg-cm(=50*(1+(+5/100))의 보상 토크 신호를 생성하고, 조타력 제어부(140)는 이렇게 생성된 보상 토크 신호에서 최대 전류가 공급되도록 조타력 제어를 수행함으로써, 해당 운전자가 기존에 비해 5% 정도의 무거워진 조향감을 느낄 수 있게 해준다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)는, 전자 제어 유닛(ECU: Eletronic Control Unit)에서 구현될 수 있으며, 조향 시스템 또는 이를 어시스트하는 어시스트(Assist) 제어 장치와 연동하거나, 조향 시스템 또는 어시스트 제어 장치에 포함될 수도 있다.
도 1을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치(100)가 제공하는 조타력 제어 방법에 대해서 도 2의 흐름도를 참조하여 아래에서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 방법은, 보상값을 입력받는 보상값 입력 단계(S200); 토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력 단계(S202); 보상값을 토대로 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상 단계(S204); 및 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어 단계(S206) 등을 포함한다.
전술한 보상값 입력 단계(S200)는, 일 예로서, 사용자 설정 값을 따라 양수 또는 음수의 부호를 갖는 보상값을 입력받을 수 있는 단계이다. 이 단계(S200)에서 입력된 보상값의 단위는, 일 예로서, 퍼센트(%) 단위 값일 수 있다. 예를 들어, 해 당 운전자가 조향감이 너무 무거워 운전하기에 불편함을 느껴, 10% 정도의 조향감을 가볍게 하고 싶다면, -10%의 보상값을 사용자 설정으로 입력하면 된다. 한편, 해당 운전자가 조향감이 너무 가벼워 핸들 급조타가 발생하는 불편함을 느껴 15% 정도의 조향감을 무겁게 하고 싶다면, +15%의 보상값을 사용자 설정으로 입력하면 된다.
전술한 토크 신호 보상 단계(S204)는, 입력된 보상값을 토대로 입력된 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 단계이다. 이 단계(S204)에서의 보상 토크 신호 생성의 일 예로서, 토크 신호 보상 단계(S204)는, 토크 신호 입력 단계(S202)에서 입력된 토크 신호 및 보상값 입력 단계(S200)에서 입력된 보상값을 곱하여 증감 토크 신호를 획득하고, 토크 신호 입력 단계(S202)에서 입력된 토크 신호와 획득된 증감 토크 신호를 더하여 보상 토크 신호를 생성할 수 있다. 전술한 보상 토크 신호의 예는 위에서 언급한 수학식 1을 이용하여 생성될 수 있다.
전술한 조타력 제어 단계(S206)는, 전술한 토크 신호 보상 단계(S204)에서 생성된 보상 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류가, 보상 전 토크 신호 입력 단계(S202)에서 입력된 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류와 동일하도록, 보조 조타력의 크기를 제어하여 발생시켜 핸들 조타력을 어시스트(Assist)하는 조타력 제어를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 방법을 이용하여 7가지 보상값에 따라 생성된 보상 토크 신호 및 전류 간의 관계 그래프를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)~(g)는, 사용자 설정에 따라, -15%, -10%, -5%, 0, +5%, +10% 및 +15%를 포함하는 7가지의 보상값이 입력된 경우에 대하여, 생성되는 보상 토크 신호와 이에 따른 전류 변화를 각각 나타낸 그래프이다.
보상 토크 신호와 전류 관계 그래프인 도 3의 (a)~(g)를 참조하면, -15%, -10%, -5%, 0, +5%, +10% 및 +15% 보상값 각각에 대하여, 보상 토크 신호 Ta, 보상 토크 신호 Tb, 보상 토크 신호 Tc, 보상 토크 신호 Td, 보상 토크 신호 Te, 보상 토크 신호 Tf, 보상 토크 신호 Tg 에서, 모두 동일한 최대 전류(Imax)를 공급할 수 있음을 확인할 수 있다.
즉, 도 3의 (a)의 경우, -15% 보상값을 입력함으로써, 7가지 경우에 비해, 가장 작은 보상 토크 신호(Ta)에서 동일한 최대 전류(Imax)를 공급함으로써, 해당 운전자는 가장 가벼운 조향감을 느낄 수 있다.
반면, 도 3의 (g)의 경우, +15% 보상값을 입력함으로써, 7가지 경우에 비해, 가장 큰 보상 토크 신호(Tg )에서 동일한 최대 전류(Imax)를 공급함으로써, 해당 운전자는 가장 무거운 조향감을 느낄 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 운전자의 사용자 설정에 따라 보상값을 입력받아 토크 신호를 보상하고 이를 이용하여 조타력 제어를 수행함으로써, 운전자별로 각자에 맞는 만족스러운 조향감을 느끼도록 해주어 핸들 조작의 편리성을 제공해줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 보상값 입력을 위해 운전자의 사용자 설정시 진단 장비를 이용하여 설정할 수 있으며, 이 경우, 운전자의 사용자 설정을 위한 정보 맵(Map)을 한 개만 가지고도 여러 가지 보상값을 입력할 수 있는 사용자 설정이 가능하다는 장점이 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. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들 은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 장치에 대한 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 방법에 대한 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조타력 제어 방법을 이용하여 7가지 보상값에 따라 생성된 보상 토크 신호 및 전류 간의 관계 그래프를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 조타력 제어 장치
110: 보상값 입력부
120: 토크 신호 입력부
130: 토크 신호 보상부
140: 조타력 제어부

Claims (5)

  1. 보상값을 입력받는 보상값 입력부;
    토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부;
    상기 보상값을 토대로 상기 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상부; 및
    상기 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어부
    를 포함하는 조타력 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보상값 입력부는,
    사용자 설정 값을 따라, 양수 또는 음수의 부호인 상기 보상값을 입력받는 것을 특징으로 하는 조타력 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 토크 신호 보상부는,
    상기 입력된 토크 신호 및 상기 보상값을 곱하여 증감 토크 신호를 획득하고, 상기 입력된 토크 신호와 상기 획득된 증감 토크 신호를 더하여 상기 보상 토크 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 조타력 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조타력 제어부는,
    상기 보상 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류가, 보상 전 상기 토크 신호에 의해 공급되는 최대 전류와 동일하도록, 보조 조타력의 크기를 제어하여 발생시켜 핸들 조타력을 어시스트(Assist)하는 상기 조타력 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 조타력 제어 장치.
  5. 보상값을 입력받는 보상값 입력 단계;
    토크 센서로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력 단계;
    상기 보상값을 토대로 상기 토크 신호를 보상하여 보상 토크 신호를 생성하는 토크 신호 보상 단계; 및
    상기 보상 토크 신호에 근거하여 조타력 제어를 수행하는 조타력 제어 단계
    를 포함하는 조타력 제어 방법.
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