KR20160050903A - 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법 - Google Patents

주차 조향 보조 시스템의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 제어부가 스파스 시스템으로부터 스파스 조향 제어 명령을 수신하는 단계, 상기 제어부가 사용자의 조향 개입에 따른 현재 컬럼 토크를 검출하는 단계, 상기 제어부가 상기 검출된 현재 컬럼 토크를 내부 메모리에 미리 저장되어 있던 컬럼 토크 임계값과 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라, 현재 컬럼 토크가 상기 컬럼 토크 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 상기 현재 컬럼 토크에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산하는 단계, 상기 연산된 스파스 조향 제어 명령 비율에 따라, 상기 제어부가 상기 스파스 조향 제어 명령을 보상하는 단계, 및 상기 제어부가 상기 보상된 스파스 조향 제어 명령과 운전자의 조향 개입에 의한 토크 명령을 혼합하여 조향을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

주차 조향 보조 시스템의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING PARKING ASSIST SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스파스(SPAS : Smart Parking Assist System) 모드로 차량 제어 중 운전자의 개입에 의해 엠디피에스(MDPS : Motor Driven Power Steering) 모드로 전환하는 과정에서 발생하는 충격감을 최소화시킬 수 있도록 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
최근에는 IT 기술을 자동차에 접목하고자 하는 노력이 시도되고 있다.
그 대표적인 예로서 주차 조향 보조 시스템(SPAS : SMART PARKING ASSIST SYSTEM)을 들 수 있다.
상기 주차 조향 보조 시스템(SPAS)은 차량 센서를 이용하여 주차 공간을 탐색하고, 주차를 위한 각종 안내문구와 함께 스티어링 휠(핸들)만 제어하여 운전자의 주차를 도와주는 자동차 보조 장치를 의미한다.
종래의 주차 조향 보조 시스템(SPAS)은 스파스(SPAS) 모드로 차량 제어 중 주차를 위한 요구 조향각에 의해 토크 명령을 생성하여 조향 모터를 구동한다.
즉, 상기 스파스(SPAS) 시스템은 자동 주차 시스템으로서, 보다 구체적으로는 SPAS 시스템과 엠디피에스(MDPS) 시스템이 연동하여 동작하는 통합 시스템으로서, 상기 SPAS 시스템은 MDPS 시스템으로 조향각 명령을 차량 통신 네트워크(CAN) 시그널을 이용하여 보내고, 그에 따라 MDPS 시스템은 조향각 명령을 추종한다.
이때 상기 스파스 모드를 이용한 조향 모터의 구동 중 운전자의 조향 개입이 있는 경우, 토크 센서에 의해 검출된 현재 토크 입력값과 미리 설정된 토크 제한값(즉, 임계값)을 비교하여 상기 임계값보다 큰 현재 토크가 미리 설정된 일정 시간 초과하여 유지되는 경우, 상기 스파스(SPAS) 모드를 해지하고 엠디피에스(MDPS) 모드로 전환하게 된다.
즉, 상기 스파스 시스템은 상기 SPAS 제어 중 운전자의 개입 여부를 컬럼 토크를 이용하여 판단하고, 만약 운전자의 개입이 판단되면, MDPS 시스템은 SPAS 제어를 중지하고 MDPS 기본 모드로 전환 한다. 이때 운전자의 개입 여부를 판단하는데 일정 시간(예 : 40ms)이 소요되며, 그 판단이 완료되는 시점까지는 여전히 SPAS 제어를 수행하게 된다.
그런데 이때 상기 스파스(SPAS) 모드에서 엠디피에스(MDPS) 모드로 전환하는 과정에서, 즉, 상기 스파스 모드가 완전히 해지되지 않은 상태(예 : 약 40ms 동안)에서, 상기 스파스 모드에서 요구하는 조향각 동작에 대응하는 토크가 발생하여 운전자에게 큰 충격감을 주게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0098443호(2014.08.08.공개, 카메라 통합형 주차 조향 보조 시스템 및 자동 주차 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 스파스(SPAS : Smart Parking Assist System) 모드로 차량 제어 중 운전자의 개입에 의해 엠디피에스(MDPS : Motor Driven Power Steering) 모드로 전환하는 과정에서 발생하는 충격감을 최소화시킬 수 있도록 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법은, 제어부가 스파스 시스템으로부터 스파스 조향 제어 명령을 수신하는 단계; 상기 제어부가 사용자의 조향 개입에 따른 현재 컬럼 토크를 검출하는 단계; 상기 제어부가 상기 검출된 현재 컬럼 토크를 내부 메모리에 미리 저장되어 있던 컬럼 토크 임계값과 비교하는 단계; 상기 비교 결과에 따라, 현재 컬럼 토크가 상기 컬럼 토크 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 상기 현재 컬럼 토크에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산하는 단계; 상기 연산된 스파스 조향 제어 명령 비율에 따라, 상기 제어부가 상기 스파스 조향 제어 명령을 보상하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 보상된 스파스 조향 제어 명령과 운전자의 조향 개입에 의한 토크 명령을 혼합하여 조향을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 현재 컬럼 토크가 상기 컬럼 토크 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 시간 이상 유지되는지 판단하는 단계; 및 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 시간 이상 유지되면, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 컬럼 토크 임계값은 적어도 6Nm 이고, 상기 미리 설정된 유지 시간은 적어도 40ms 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계 이후, 상기 스파스 모드가 중지되면, 상기 제어부는 스파스 조향 제어 명령의 최종 비율로부터 미리 설정된 시간 동안 스파스 조향 제어 명령 비율을 램프 다운 시키는 단계;를 더 포함하는 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계 이후, 상기 스파스 모드가 중지되면, 상기 제어부는 스파스 조향 제어 명령의 최종 비율로부터 미리 설정된 시간 동안 운전자의 조향 개입에 의한 토크 제어 명령 비율을 램프 업 시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 미리 설정된 시간이 초과되면, 상기 제어부는, 스파스 모드를 엠디피에스 모드로 완전히 전환시켜 운전자의 토크 제어 명령에 따라 조향을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 컬럼 토크 임계값은, 스파스 모드를 해지하고 엠디피에스 모드로 전환하기 위한 조건 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 현재 컬럼 토크에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산하는 단계에서, 상기 스파스 조향 제어 명령 비율은 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 스파스(SPAS) 모드로 차량 제어 중 운전자의 개입에 의해 엠디피에스(MDPS) 모드로 전환하는 과정에서 발생하는 충격감을 최소화시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템과 주변 장치 간의 연결 구성을 개략적으로 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 타이밍 챠트를 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 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 주차 조향 보조 시스템과 주변 장치 간의 연결 구성을 개략적으로 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 관련된 주차 조향 보조 시스템(SPAS 시스템)(110)은, 주차보조버튼(주차모드선택버튼)(120), 엠디피에스(MDPS) 시스템(130), 및 차량 시스템(140)에 연결된다.
상기와 같이 연결 구성된 주차 조향 보조 시스템(110)은, 운전자가 주차보조버튼(120)을 입력함에 따라 주차 조향 보조 동작을 수행한다.
상기와 같이 주차 조향 보조 동작을 수행하는 주차 조향 보조 시스템(110)은 엠디피에스(MDPS) 시스템(130)과 특정 정보(예 : 조향각(Steering_angle), 토크(Torque), 기준각(Angle_reference) 등)를 주고받으며, 상기 엠디피에스 시스템(130)을 통해 주차 보조를 위한 조향을 제어한다.
한편 상기 엠디피에스 시스템(130)은 차량 시스템(140)으로부터 입력되는 정보(예 : 기어, 차속, 스티어링 휠 등)에 의해서도 조향을 제어한다.
예컨대 스파스(SPAS) 모드인 경우 상기 엠디피에스 시스템(130)은 상기 SPAS 시스템(110)으로부터 입력되는 정보를 이용하여 조향을 제어하고, 상기 스파스 모드가 해지된 경우(즉, 엠디피에스 모드로 전환된 경우) 운전자가 조작하는 차량 시스템(140)으로부터 입력되는 정보에 의해 조향을 제어한다.
이때 상기 스파스 모드의 해지는 운전자가 상기 주차보조버튼(120)을 재입력하여 해지하거나, 운전자가 상기 차량 시스템(140)의 스티어링 휠의 조작을 통해 해지할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 스파스 시스템(110)은 스파스 모드 수행 중 운전자의 조향 개입을 판단하고, 상기 운전자의 조향 개입 정보가 미리 설정된 스파스 모드 해지 조건인 경우에 스파스 모드를 해지한다.
예컨대 상기 스파스 모드 해지 조건은, 운전자의 조향 개입에 따른 입력 토크(즉, 운전자의 스티어링 휠 조작을 토크 센서를 이용해 검출된 현재의 컬럼 토크)가 미리 설정된 임계값(예 : 6Nm) 보다 크고, 상기 임계값 보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 시간(예 : 40ms) 이상 유지되는 조건이다.
상기 스파스 모드가 해지되면 자동으로 엠디피에스 모드(운전자에 의한 조향을 보조하는 일반적인 조향 모드)로 전환된다.
그런데 이미 상술한 바와 같이 종래의 스파스 시스템은 운전자의 조향 개입에 의해 미리 설정된 컬럼 토크 임계값(예 : 6Nm) 보다 큰 토크 입력이 발생하더라도 미리 설정된 시간(예 : 40ms) 동안은 스파스 모드를 유지한다.
즉, 종래의 스파스 시스템은 운전자의 조향 개입을 외부의 외란으로 판단하여 조향 제어 명령을 더 크게(즉, 운전자가 입력한 컬럼 토크 이상으로 크게) 만들고 이로 인해 운전자에게 더욱 큰 충격감을 발생시킨다.
따라서 본 실시예에 따른 스파스 시스템(110)은 운전자 개입에 의한 컬럼 토크 입력값이 미리 설정된 컬럼 토크 임계값(예 : 6Nm) 보다 큰 값이 입력된 경우, 상기 운전자의 조향 개입에 의한 컬럼 토크가 입력되는 순간부터 미리 설정된 시간 동안(예 : 40ms)(즉, 스파스 모드 해지 조건에 해당하는 시간 동안) 스파스 모드에 의한 토크 제어값과 운전자에 의한 토크 제어값을 혼합하여 조향을 제어한다.
이때 상기 토크 혼합 조향 구간(즉, 스파스 모드에 의한 토크 제어값과 운전자에 의한 토크 제어값을 혼합하여 조향을 제어하는 구간)(예 : 40ms)에서는 스파스 제어값과 토크 제어값을 혼합하여 조향 제어를 수행하며, 그 이후에는 상기 스파스 모드에 의한 토크 제어값의 비율은 서서히 감소(Ramp down)시키며, 반대로 상기 운전자에 의한 토크 제어값의 비율은 서서히 증가(Ramp up)시킨다(도 2 참조).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 타이밍 챠트를 보인 예시도이다.
도 2에 있어서, 스파스 컨트롤(SPAS Control)은 스파스 시스템에 의한 엠디피에스 시스템의 제어 동작을 의미하고, 토크 컨트롤(Torque Control)은 토크 센서에 의해 검출된 토크를 이용하여 엠디피에스 시스템을 제어하는 동작을 의미한다. 그리고 토크 혼합 조향 구간(즉, 스파스 모드에 의한 토크 제어값과 운전자에 의한 토크 제어값을 혼합하여 조향을 제어하는 구간)(예 : 40ms)에서는 스파스 제어값과 토크 제어값을 혼합하여 조향 제어를 수행하며, 그 이후에는 상기 스파스 모드에 의한 토크 제어값의 비율은 서서히 감소(Ramp down)시키며, 반대로 상기 운전자에 의한 토크 제어값의 비율은 서서히 증가(Ramp up)시킨다
상기와 같이 본 발명에 따른 실시예는 두 가지 모드(예 : 스파스 모드, 엠디피에스 모드)의 천이(또는 전환)가 발생하는 구간에서의 사용자에게 전달되는 충격감을 저감시킬 수 있다.
이하, 상기 토크 혼합 조향 구간(즉, 스파스 모드에 의한 토크 제어값과 운전자에 의한 토크 제어값을 혼합하여 조향을 제어하는 구간)(예 : 40ms)에서의 상기 스파스 모드에 의한 토크 제어 명령을 출력하는 방법에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 스파스 시스템(110)으로부터 스파스 조향 제어 명령(즉, 조향 제어 명령)을 수신한다(S101). 즉, 스파스 시스템(110)으로부터 조향 제어 명령을 수신한다.
상기 스파스 조향 제어 명령을 수신한 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 스파스 조향 제어 명령을 연산한다(S102). 즉, 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 상기 스파스 조향 제어 명령에 따른 토크를 연산한다.
그리고 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 내부 토크 센서(미도시)를 통해 현재의 컬럼 토크를 검출하고, 상기 현재 입력되는 컬럼 토크를 내부 메모리(미도시)에 미리 저장되어 있던 임계값(컬럼 토크 임계값)과 비교하여 스파스 제어 여부를 판단한다(S103).
즉, 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 사용자의 조향 개입에 의해 검출된 컬럼 토크가 미리 설정된 스파스 제어 컬럼 토크 임계값(예 : 6Nm)보다 크고, 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 유지 시간(예 : 40ms) 이상 유지되는지 판단한다.
상기 판단(S103) 결과에 따라, 현재 검출된 컬럼 토크가 미리 설정된 스파스 제어 컬럼 토크 임계값(예 : 6Nm)보다 크지만, 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 유지 시간(예 : 40ms) 미만인 경우(S104의 아니오), 컬럼 토크(운전자 조향 개입에 의한 컬럼 토크)에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산한다(S105).
이때 상기 스파스 조향 제어 명령 비율은 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 연산할 수 있다.
그리고 상기 연산된 스파스 조향 제어 명령 비율에 의해 스파스 조향 제어 명령을 보상한다(S106). 즉, 상기 토크 혼합 조향 구간(즉, 스파스 모드에 의한 토크 제어값과 운전자에 의한 토크 제어값을 혼합하여 조향을 제어하는 구간)(예 : 40ms)에서는 스파스 제어값과 토크 제어값을 혼합하여 조향 제어를 수행한다.
그리고 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 상기 보상된 스파스 조향 제어 명령과 운전자의 조향 개입에 의한 토크 명령을 혼합하여 조향을 제어한다(S107).
그러나 상기 판단(S103) 결과에 따라, 현재 검출된 컬럼 토크가 미리 설정된 스파스 제어 컬럼 토크 임계값(예 : 6Nm)보다 크면서, 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 유지 시간(예 : 40ms) 이상인 경우(S104의 예), 스파스 모드를 중지한다. 그리고 스파스 제어 최종 비율을 내부 메모리(미도시)에 저장한다(S108).
그리고 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 미리 설정된 스파스 조향 제어 명령 램프 다운(Ramp-down) 시간이 초과 되었는지 판단한다(S109).
이때 상기 스파스 조향 제어 명령 램프 다운의 감소 기울기는 상기 스파스 제어 최종 비율에 따라 달라질 수 있다.
상기 판단(S109)에 따라, 미리 설정된 스파스 조향 제어 명령 램프 다운(Ramp-down) 시간이 초과되지 않았으면(S109의 아니오), 상기 엠디피에스 시스템(내부 제어부)(130)은 상기 스파스 제어 최종 비율을 기준으로 램프 다운(Ramp-down)을 실행하고, 운전자의 조향 개입에 의한 토크 제어 명령 비율은 램프 업(Ramp-up)을 실행한다(S110).
상기 판단(S109)에 따라, 미리 설정된 스파스 조향 제어 명령 램프 다운(Ramp-down) 시간이 초과되었으면(S109의 예), 엠디피에스 시스템은 스파스 모드가 엠디피에스 모드로 완전히 전환되어 운전자의 토크 제어 명령에 따라 조향을 제어한다(S111).
이상으로 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.
110 : 스파스 시스템
120 : 주차 보조 버튼
130 : 엠디피에스 시스템
140 : 차량 시스템

Claims (8)

  1. 제어부가 스파스 시스템으로부터 스파스 조향 제어 명령을 수신하는 단계;
    상기 제어부가 사용자의 조향 개입에 따른 현재 컬럼 토크를 검출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 검출된 현재 컬럼 토크를 내부 메모리에 미리 저장되어 있던 컬럼 토크 임계값과 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라, 현재 컬럼 토크가 상기 컬럼 토크 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 상기 현재 컬럼 토크에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산하는 단계;
    상기 연산된 스파스 조향 제어 명령 비율에 따라, 상기 제어부가 상기 스파스 조향 제어 명령을 보상하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 보상된 스파스 조향 제어 명령과 운전자의 조향 개입에 의한 토크 명령을 혼합하여 조향을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 컬럼 토크가 상기 컬럼 토크 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부가 상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 시간 이상 유지되는지 판단하는 단계; 및
    상기 임계값보다 큰 컬럼 토크가 미리 설정된 시간 이상 유지되면, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컬럼 토크 임계값은 적어도 6Nm 이고, 상기 미리 설정된 유지 시간은 적어도 40ms 인 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계 이후,
    상기 스파스 모드가 중지되면,
    상기 제어부는 스파스 조향 제어 명령의 최종 비율로부터 미리 설정된 시간 동안 스파스 조향 제어 명령 비율을 램프 다운 시키는 단계;를 더 포함하는 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제어부가 스파스 모드를 중지시키는 단계 이후,
    상기 스파스 모드가 중지되면,
    상기 제어부는 스파스 조향 제어 명령의 최종 비율로부터 미리 설정된 시간 동안 운전자의 조향 개입에 의한 토크 제어 명령 비율을 램프 업 시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 미리 설정된 시간이 초과되면,
    상기 제어부는,
    스파스 모드를 엠디피에스 모드로 완전히 전환시켜 운전자의 토크 제어 명령에 따라 조향을 제어하는 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 컬럼 토크 임계값은,
    스파스 모드를 해지하고 엠디피에스 모드로 전환하기 위한 조건 중 하나인 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 현재 컬럼 토크에 대한 스파스 조향 제어 명령 비율을 연산하는 단계에서,
    상기 스파스 조향 제어 명령 비율은 미리 설정된 룩업 테이블을 이용하여 연산하는 것을 특징으로 하는 주차 조향 보조 시스템의 제어 방법.
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