KR20150057530A - 차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조향 휠에 가해지는 조향 토크, 차량의 조향각 및 차량의 휠의 속도 중 적어도 하나를 감지하는 센서부, 상기 파워 스티어링 제어부의 제어에 따라 조향 휠에 동력을 공급하는 모터구동부, 상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하는 온센터 판단부, 상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 조향 쏠림 보상 신호를 생성하는 쏠림 보상부, 및 상기 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부 및 상기 조향 쏠림 보상 신호에 근거하여 차량의 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하는 조향제어부를 포함하여 구성되며, 차량의 요잉 각도를 감지하지 못하는 경우에도 전륜 휠의 속도 및 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량의 쏠림 현상을 감지하고 그에 따라 조향 토크를 보상하도록 조향 휠을 제어함으로써, 요잉 센서가 오작동하는 경우에도 차량의 쏠림 현상 방지 기능이 작동하게 하여 차량의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREVNTING STEERING PULL OF A VEHICLE}
본 발명은 차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 요잉 각도를 감지하지 못하는 경우에도 전륜 휠의 속도 및 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량 주행의 쏠림을 감지할 수 있는, 차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 차량이 직진으로 주행할 경우에는 횡풍이나 노면 구배, 도로 환경, 타이어 편마모 등으로 인해 차량이 운전자의 의지와 무관하게 일측으로 쏠리는 쏠림(STEERING PULL) 현상이 발생할 수 있다.
이러한 쏠림 현상이 발생하는 경우 운전자는 차량의 직진성을 유지하기 위하여 차량이 쏠리는 방향의 반대 방향으로 핸들을 강제로 조작하였다.
그러나, 운전자가 강제로 핸들을 강제로 조작할 경우에는 차량 운전자에게 피로감이 증대됨을 물론 차량의 주행 안전에 방해가 된다.
이에 따라, 차량이 주행중에 쏠림 현상이 발생하면, 이를 감지하여 조향 핸들을 자동으로 조작하는 기술이 개시되었다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제1998-0038319호(1998.9.15 공개, 발명의 명칭 : 차량의 쏠림방지형 조향장치)가 있다.
본 발명은, 차량의 요잉 각도를 감지하지 못하는 경우에도 전륜 휠의 속도 및 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량의 쏠림 현상을 감지하고 그에 따라 조향 토크를 보상하도록 조향 휠을 제어함으로써, 요잉 센서가 오작동하는 경우에도 차량의 쏠림 현상 방지 기능이 작동하게 하여 차량의 안전성을 향상시킬 수 있는, 차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 장치는 조향 휠에 가해지는 조향 토크, 차량의 조향각 및 차량의 휠의 속도 중 적어도 하나를 감지하는 센서부, 상기 파워 스티어링 제어부의 제어에 따라 조향 휠에 동력을 공급하는 모터구동부, 상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하는 온센터 판단부, 상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 조향 쏠림 보상 신호를 생성하는 쏠림 보상부, 및 상기 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부 및 상기 조향 쏠림 보상 신호에 근거하여 차량의 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하는 조향제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 센서부는, 조향 휠에 가해지는 조향 토크를 감지하는 조향토크 센서, 차량의 조향각을 감지하는 조향각 센서 및 차량의 휠의 속도를 감지하는 차속 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 센서부의 출력 신호에 응답하여 상기 온센터 판단부 및 쏠림 보상부 중 적어도 하나에 상기 출력 신호가 나타내는 정보를 전달하는 신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차량의 휠의 속도는 차량의 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도를 포함하고, 상기 온센터 판단부는 상기 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 온센터 판단부는 상기 전륜 및 후륜 휠의 속도의 차이의 절대값이 미리 설정된 기준치 미만인 경우 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 쏠림 보상부는 상기 온센터 판단부가 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단하지 않은 경우 쏠림 보상 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 방법은, 센서부가 차량의 전후륜 휠의 속도를 감지하는 단계, 온센터 판단부가 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였는지 판단하는 단계, 상기 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였다면, 상기 온센터 판단부가 상기 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만인지 판단하는 단계, 및 상기 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만이라면 조향 제어부가 쏠림 보상부가 생성한 쏠림 보상 신호에 근거하여 조향 제어부가 차량의 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 방법에서, 상기 조향휠에 가해지는 동력을 제어하는 단계에서, 상기 쏠림 보상 신호는 상기 센서부가 감지한 조향 토크, 차량의 조향각 및 상기 전후륜 휠의 속도중 적어도 하나에 근거하여 쏠림 보상부가 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차량의 요잉 각도를 감지하지 못하는 경우에도 전륜 휠의 속도 및 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량의 쏠림 현상을 감지하고 그에 따라 조향 토크를 보상하도록 조향 휠을 제어함으로써, 요잉 센서가 오작동하는 경우에도 차량의 쏠림 현상 방지 기능이 작동하게 하여 차량의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 수동 조작에 기반한 차량의 쏠림 현상 방지 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 장치는 센서부(100), 신호처리부(300), 온센터 판단부(400), 조향제어부(500), 쏠림보상부(600)를 포함하여 이루어질 수 있다.
센서부(100)는 조향 휠에 가해지는 조향 토크, 차량의 조향각 및 차량의 휠의 속도 중 적어도 하나를 감지한다.
여기에서 센서부(100)는 조향 휠에 가해지는 조향 토크를 감지하는 조향토크 센서(110), 차량의 조향각을 감지하는 조향각 센서(120) 및 차량의 휠의 속도를 감지하는 차속 센서(130)를 포함할 수 있다.
또한 센서부(100)는 차량의 요잉 각도를 감지할 수 있다.
신호처리부(300)는 센서부의 출력 신호에 응답하여 상기 온센터 판단부 및 쏠림 보상부 중 적어도 하나에 상기 출력 신호가 나타내는 정보를 전달한다.
센서부의 출력 신호는 센서부에 포함된 센서에 따라 서로 전기적 특성이 다를 수 있으므로, 신호처리부(300)는 센서부의 출력 신호를 처리하여 출력 신호에 포함된 조향 토크, 조향각, 휠의 속도 및 요잉 각도에 관한 정보 중 적어도 하나를 온센터 판단부(400) 및 쏠림 보상부(600)에 전달한다.
온센터 판단부(400)는 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지 판단한다.
통상적인 차량의 쏠림 방지 장치는 일반적으로 차량의 요잉 각도에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지 판단하고 온센터 상태인 경우 조향휠의 쏠림을 보정하여 차량의 휠에 가해지는 동력을 제어한다.
그러나 요잉 각도를 감지하는 센서가 오작동하는 등의 원인으로, 요잉 각도에 근거한 온센터 상태 여부의 판단이 실패할 경우, 요잉 각도에 근거하여 온센터 상태인지 여부를 판단할 수 없는 경우가 있다.
이러한 경우 온센터 판단부(400)는 센서부(100)가 감지한 차량의 운행 정보 중 요잉 각도를 제외한 조향 토크, 조향각 및 차량의 휠의 속도에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지 여부를 판단한다.
이 때, 차속 센서(130)가 감지한 차량의 휠의 속도는 차량의 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도를 포함할 수 있다.
또한, 온센터 판단부(400)는 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이 경우, 온센터 판단부(400)는 전륜 및 후륜 휠의 속도의 차이의 절대값이 미리 설정된 기준치 미만인 경우차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단할 수 있다.
쏠림 보상부(500)는 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 조향 쏠림 보상 신호를 생성한다.
온센터 판단부(400)가 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단한 경우, 쏠림 보상부(500)는 조향휠의 쏠림을 보상하도록 조향 쏠림 보상 신호를 생성한다.
조향제어부(500)는 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부 및 상기 조향 쏠림 보상 신호에 근거하여 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어한다.
조향제어부(500)가 제어한 보상 토크는 파워 스티어링 제어부(200)에 전달될 수 있다. 파워 스티어링 제어부(200)는 조향토크, 조향각 및 차량의 속도에 근거하여 산출되는 제동 토크에 보상 토크를 더하여 차량의 휠에 가해지는 제동 토크를 최종적으로 산출하고, 이러한 제동 토크를 모터구동부(700)가 차량의 휠에 가하도록 모터구동부(700)를 제어한다.
상술한 바와 같이, 요잉 각도를 감지하지 못한 경우에도, 센서부(100)가 감지한 다른 차량의 운행 정보에 근거하여 온센터 판단부(400)는 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단할 수 있으며, 이에 따라 조향제어부(500)는 쏠림 현상을 보정하는 보정 토크를 제어할 수 있어 조향 휠의 쏠림 현상을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
도 2에 따라 본 실시예에 따른 차량의 쏠림 현상 방지 방법을 설명한다.
먼저 센서부(100)가 차량의 전후륜 휠의 속도를 감지한다(S110).
이 때 차량의 전후륜 휠의 속도는 센서부(100)에 포함된 차속 센서(130)에 의하여 감지될 수 있다.
또한 센서부(100)는 센서부(100)에 포함된 조향토크 센서(110)에 의하여 조향휠에 가해지는 조향 토크를 감지하고, 조향각 센서(120)에 의하여 조향휠이 회전한 조향각을 감지할 수 있다.
이어서, 온센터 판단부(400)가 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였는지 판단한다(S120).
상술한 바와 같이, 통상적인 차량의 쏠림 방지 장치는 일반적으로 차량의 요잉 각도에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지 판단하고 온센터 상태인 경우 조향휠의 쏠림을 보정하여 차량의 휠에 가해지는 동력을 제어한다.
상기 단계(S120)에서 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 성공하였다면 통상적인 방법으로 조향휠의 쏠림을 보정할 수 있으므로, 상기 프로세스를 종료한다.
만일 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였다면, 통상적인 요잉 각도에 의한 챠량의 쏠림 보정이 불가능하므로, 요잉 각도를 제외한 센서부(100)가 감지한 차량의 운행 정보에 의하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하여야 한다.
만일 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였다면, 이어서 온센터 판단부(400)가 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만인지 판단한다(S130).
이 때, 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 이상이라면, 온센터 판단부(400)는 차량이 온센터 주행을 하고 있지 않다고 판단하므로, 쏠림 보상부(600)가 생성하는 쏠림 보상 신호에 근거한 차량의 쏠림 보정이 불가능하다. 따라서, 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 이상이라면 상기 프로레스를 종료한다.
만일 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만이라면, 온센터 판단부(400)는 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단한다. 이 경우, 쏠림 보상부(600)가 생성하는 쏠림 보상 신호에 근거한 조향휠 쏠림 보정이 가능하다.
따라서, 상기 단계(S130)에서 만일 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만이라고 판단하였다면, 조향 제어부(500)가 쏠림 보상부(400)가 생성한 쏠림 보상 신호에 근거하여 조향 제어부가 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하고(S140) 프로세스를 종료한다.
이 때, 쏠림 보상 신호는 센서부(100)가 감지한 조향 토크, 차량의 조향각 및 전후륜 휠의 속도중 적어도 하나에 근거하여 쏠림 보상부(400)가 생성한다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량의 요잉 각도를 감지하지 못하는 경우에도 전륜 휠의 속도 및 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량의 쏠림 현상을 감지하고 그에 따라 조향 토크를 보상하도록 조향 휠을 제어함으로써, 요잉 센서가 오작동하는 경우에도 차량의 차량의 쏠림 현상 방지 기능이 작동하게 하여 차량의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 센서부
110 : 조향토크센서
120 : 조향각센서
130 : 차속센서
200 : 파워스티어링 제어부
300 : 신호처리부
400 : 온센터 판단부
500 : 조향제어부
600 : 쏠림보상부
700 : 모터구동부

Claims (8)

  1. 조향 휠에 가해지는 조향 토크, 차량의 조향각 및 차량의 휠의 속도 중 적어도 하나를 감지하는 센서부;
    상기 파워 스티어링 제어부의 제어에 따라 조향 휠에 동력을 공급하는 모터구동부;
    상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하는 온센터 판단부;
    상기 조향 토크, 차량의 조향각 및 휠의 속도 중 적어도 하나에 근거하여 조향 쏠림 보상 신호를 생성하는 쏠림 보상부; 및
    상기 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부 및 상기 조향 쏠림 보상 신호에 근거하여 차량의 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하는 조향제어부를 포함하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부는, 조향 휠에 가해지는 조향 토크를 감지하는 조향토크 센서;
    차량의 조향각을 감지하는 조향각 센서; 및
    차량의 휠의 속도를 감지하는 차속 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부의 출력 신호에 응답하여 상기 온센터 판단부 및 쏠림 보상부 중 적어도 하나에 상기 출력 신호가 나타내는 정보를 전달하는 신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 휠의 속도는 차량의 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도를 포함하고, 상기 온센터 판단부는 상기 전륜 휠의 속도와 후륜 휠의 속도의 차이에 근거하여 차량이 온센터 주행을 하고 있는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 온센터 판단부는 상기 전륜 및 후륜 휠의 속도의 차이의 절대값이 미리 설정된 기준치 미만인 경우 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 쏠림 보상부는 상기 온센터 판단부가 차량이 온센터 주행을 하고 있다고 판단하지 않은 경우 쏠림 보상 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 쏠림 현상 방지 장치.
  7. 센서부가 차량의 전후륜 휠의 속도를 감지하는 단계;
    온센터 판단부가 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였는지 판단하는 단계;
    상기 요잉 각도에 의한 온센터 판단이 실패하였다면, 상기 온센터 판단부가 상기 전륜 및 후륜의 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만인지 판단하는 단계; 및
    상기 휠의 속도의 차이의 절대값이 기준치 미만이라면 조향 제어부가 쏠림 보상부가 생성한 쏠림 보상 신호에 근거하여 조향 제어부가 차량의 쏠림을 보상하도록 조향 휠에 가해지는 보상 토크를 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 쏠림 현상 방지 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 조향휠에 가해지는 동력을 제어하는 단계에서, 상기 쏠림 보상 신호는 상기 센서부가 감지한 조향 토크, 차량의 조향각 및 상기 전후륜 휠의 속도중 적어도 하나에 근거하여 쏠림 보상부가 생성하는 것을 특징으로 하는, 차량의 쏠림 현상 방지 방법.
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