KR20190044402A - 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 장치 및 방법 - Google Patents

스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신부, 감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행판단부, 상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산부 및 산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상부를 포함하는 토크 보상 장치를 제공한다.

Description

스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 장치 및 방법{VEHICLE PULLING COMPENSATION APPARATUS FOR STEER-BY-WIRE SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 좌우 독립형 전륜 및 후륜을 가지는 스티어 바이 와이어 시스템을 구비한 차량의 쏠림에 대한 토크를 보상하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 전동식 동력 조향 시스템(EPS; Electric Power Steering)은 도로면의 경사나 차량의 차륜정렬(Wheel Alignment)의 틀어짐, 타이어의 공기압 차이 및 서스펜션 노후화 등의 차량의 내적인 원인 또는 도로 구배에 따른 쏠림, 도로상에 발생하는 횡풍 등의 차량의 외적인 원인에 의해 쏠림 현상이 발생할 경우, 상기 차량의 직진 주행 상태에서 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상토크를 계산한다. 그리고 계산된 쏠림 보상토크를 차량의 조향 보조력을 출력하는 모터에 인가하여 차량 쏠림 현상을 해결한다.
따라서 이러한 차량 쏠림 보상 로직은 차량이 고속 직진 주행 시 운전에 편의성을 향상시킨다.
최근에는 조향휠(Steering Wheel, 핸들)과 차륜 사이에 위치하는 스티어링 칼럼, 유니버설 조인트 또는 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터(액추에이터)를 추가 구성하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어(SBW; Steer By Wire) 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
특히, 스티어 바이 와이어 시스템(SBW)은 운전자가 조향휠 조작시 조타력에 대한 무게감을 제공하는 반력 모터와 차륜의 각도를 조정하는 조향 모터를 구비할 수 있다.
이러한 스티어 바이 와이어 시스템(SBW)에서도 차량의 쏠림 현상은 발생하며, 운전자가 이를 보상하기 위하여 조향휠을 조작하므로, 조향 모터뿐만 아니라 반력 모터도 함께 쏠림을 보상하여 운전 조작의 이질감을 감소시키는 제어 로직이 필요한 실정이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 스티어 바이 와이어 시스템의 반력 모터 및 조향 모터 각각에 차량 쏠림 현상에 의한 토크를 보상하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 차량 쏠림 현상에 의한 토크를 점진적으로 보상하여 조향 운전 조작시 이질감이 저감된 차량 쏠림 보상 장치 및 방법을 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 장치는, 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신부, 감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단부, 상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산부 및 산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 방법은 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신단계, 감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단단계, 상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산단계 및 산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 쏠림 상태에 따른 토크를 점진적으로 보상하므로 직진 주행의 안정성을 제공할 수 있다.
또한, 차량 쏠림 현상에 의한 토크를 보상할 뿐만 아니라 조향휠에 대한 조향각도 보상하므로 직진 주행시 운전의 이질감을 최소화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 장치의 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 쏠림 보상 장치를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템의 간략한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어식(Steer-By-Wire Type) 동력 보조 조향 장치의 일례를 간략하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 방법에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 방법에 대한 구체적은 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 차량 쏠림 보상 장치(100)의 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 쏠림 보상 장치(100)를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 간략한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 토크 보상 장치(100)는 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신부(110), 감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단부(120), 상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산부(130) 및 산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상부(140)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 주행 정보는 차량에 구비된 차속(휠속) 센서(25), 횡가속도 센서(27) 및 요레이트(Yaw rate, 26) 센서 중에서 적어도 하나 이상의 센서로부터 감지하는 정보일 수 있다. 이때, 차속 센서(25)가 감지한 차륜의 속도는 좌우 전륜의 속도 및 좌우 후륜의 속도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조향각 정보는 반력 모터(22) 및 조향 모터(24) 각각의 조향각 센서(21)로부터 감지하는 정보일 수 있고, 상기 토크 정보는 반력 모터(22) 및 조향 모터(24) 각각의 토크 센서(23)로부터 감지하는 정보일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
즉, 본 발명에서 제안하는 스티어 바이 와이어 시스템은 좌우 독립형 전륜 및 후륜을 제어하는 시스템으로 조향각 센서 및 토크 센서 등이 반드시 구비될 필요가 없으므로, 상기 조향각 정보 및 상기 토크 정보는 모터위치 센서 및 모터토크 센서에서 감지된 정보일 수 있다.
따라서 정보 수신부(110)는 상술한 센서 이외에도 상기 차량의 주행 상태를 측정하는 상기 차량에 구비되는 각종 센서 및 주행지원 시스템으로부터 정보를 수신할 수 있다.
그리고 주행 판단부(120)는 정보 수신부(110)로부터 수신된 정보들을 기반으로 일정 시간 동안의 조향 토크값, 조향각 범위, 조향각속도 범위, 요잉 각도 범위, 횡가속도 범위, 휠속도 범위 등을 판단하여 상기 차량이 직진 주행 중인지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 주행 판단부(120)는 상기 차량의 차속 센서(25)로부터 수신한 휠속도가 소정속도 범위 밖이고, 조향 토크값의 변화량과 조향각속도가 소정값 이하인 경우에 상기 차량이 직진 주행 중인 것으로 판단할 수 있다.
반면에, 주행 판단부(120)는 상기 휠속도가 소정속도 범위 이내이거나, 상기 조향 토크값의 변화량과 상기 조향각속도가 소정값 이상이면, 차량 쏠림 보상 장치(100)의 기능을 활성화하지 않고, 수행 중이던 조향 제어를 지속하여 수행할 수 있다.
그리고 토크 연산부(130)는 반력 모터(22) 및 조향 모터(24) 각각의 조향각 센서(21) 및 토크 센서(23)로부터 조향각 정보 및 토크 정보를 수신하고 기설정된 일정 시간 동안의 상기 평균 토크값을 계산하는데, 상기 평균 토크값이 임계값 이상이면 상기 보상토크를 산출할 수 있다. 이때, 상기 임계값은 반력 모터(22)와 조향 모터(24)가 다르게 기설정될 수 있다.
그리고 토크 연산부(130)는 상기 평균 토크값을 기반으로 제1 쏠림 상태 또는 제2 쏠림 상태를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제2 쏠림 상태는 상기 제1 쏠림 상태보다 큰 보상토크가 산출되는 쏠림 상태이다.
즉, 상기 제2 쏠림 상태는 상기 제1 쏠림 상태보다 토크를 점진적으로 보상하는 데에 긴 시간이 걸리는 상태로, 상기 제2 쏠림 상태 및 상기 제1 쏠림 상태를 결정하는 기준값은 상기 평균 토크값과 현재 운전자의 조향 조작에 의하여 변화되는 토크 현재값 간의 차이값일 수 있다.
그리고 토크 보상부(140)는 토크 연산부(130)로부터 연산된 결과에 따라 상기 보상토크를 조향 모터(24)에 시간당 일정 토크량으로 인가할 수 있고, 또는 상기 보상토크 및 상기 보상각을 저역 통과 필터(Low Pass Filtering)에 적용하여 조향 모터(24) 및 반력 모터(22) 각각에 인가할 수 있다.
이때, 상기 저역 통과 필터는 임계 주파수 이하인 낮은 주파수의 전류만 통과시키는 필터로써, 1차 저역 통과 필터 또는 2차 저역 통과 필터를 적용하여 상기 보상토크 및 상기 보상각을 점진적으로 인가하도록 한다.
추가적으로, 토크 보상부(140)에 다양한 차종 및 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 종류에 따라 기준 보상토크 모델 또는 기준 보상각 모델을 생성할 수 있다. 따라서 상기 차량에 쏠림 현상이 발생했을시, 상기 모델을 기반으로 조향 모터(24) 및 반력 모터(22)에 보상토크를 바로 인가함으로써, 차량 쏠림 보상 장치(100)의 연산처리 속도를 향상시킬 수 있다.
그리고 토크 보상부(140)는 상기 차량의 쏠림 정도 및 주행 환경에 따라 좌측 전륜, 우측 전륜, 우측 후륜 및 좌측 후륜 중에서 적어도 하나 이상의 조향 모터(24)를 선택하여 상기 보상토크를 인가할 수 있다.
도 2를 참조하면, 통상적인 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 반력 모터(22)의 ECU(전자 제어 유닛, Electronic Control Unit)는 조향각 센서(21)로부터 운전자의 조향휠 조작에 의한 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서(25)에서 감지된 휠속도 정보를 기반으로 차륜의 조향비를 산출함으로써, 상기 차륜의 목표 조향각을 산출한다.
그러면 조향 모터(24)의 ECU는 반력 모터(22)에서 산출한 상기 목표 조향각을 수신하여 상기 차량의 차륜의 조향을 제어할 수 있다. 이때, 조향 모터(24)의 ECU는 토크 센서(23) 또는 모터 위치 센서 등으로부터 토크 정보 및 조향각 정보를 수신하여 랙바에 걸리는 힘인 랙-포스(Rack-force)를 추정하여 반력 모터(22)에 송신할 수 있다.
이때, 상기 조향비(Steer Ratio)는 상기 조향휠의 조향각과 상기 차량의 전륜 또는 후륜의 회전각도 사이의 비율로써, 상기 차량의 종류에 따라 다를 수 있으므로, 상기 조향비는 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 설계시 기저장될 수 있다.
그러면 반력 모터(22)의 ECU는 상기 랙-포스(Rack-force)를 환산하여 상기 조향휠의 회전각을 제어함으로써, 운전자에게 안정적인 조향감을 제공할 수 있다.
그리고 스티어 바이 와이어 시스템(20)에 쏠림 현상 발생시, 차량 쏠림 보상 장치(100)는 조향각 센서(21), 토크 센서(23), 차속 센서(25), 요레이트 센서(26), 횡가속도 센서(27) 등에서 감지한 정보를 수신할 수 있으며, 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단할 수 있다.
이와 동시에 차량 쏠림 보상 장치(100)는 반력 모터(22) 및 조향 모터(24) 각각의 조향각 센서(21) 및 토크 센서(23)로부터 조향각 정보 및 토크 정보를 수신하고 기설정된 일정 시간 동안의 상기 평균 토크값을 계산함으로써, 차량 쏠림 상태의 정도를 결정하고 이를 기반으로 상기 보상토크를 산출할 수 있다.
그리고 차량 쏠림 보상 장치(100)는 상기 보상토크를 기반으로 상기 보상각을 추정하고, 저역 통과 필터 등과 같은 제어 알고리즘을 적용하여 상기 보상토크 및 상기 보상각을 점진적으로 반력 모터(22) 및 조향 모터(24) 각각에 인가하도록 한다.
그러면, 반력 모터(22)의 ECU는 상기 목표 조향각에 상기 보상토크를 가산하고, 조향 모터(24)의 ECU는 상기 목표 조향각에 따른 상기 조향휠의 상기 회전각에 상기 보상각을 가산하여 각각의 보터에 최종적인 조향 보조력을 출력하도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 차량 쏠림 보상 장치(100)는 스티어 바이 와이어 시스템(20)의 조향 모터(24)뿐만 아니라 반력 모터(22)에도 동시에 쏠림을 보상하여 운전 조작의 이질감을 감소시키는 제어 로직을 제안한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어식(Steer-By-Wire Type) 동력 보조 조향 장치의 일례를 간략하게 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 스티어 바이 와이어식 동력 보조 조향 장치(300, 이하, 스티어 바이 와이어 장치)는 운전자가 조향을 위해 직접 조작하는 조향휠(301), 조향휠(301)의 축에 설치되어 조향휠(301)의 회전에 따른 반력 토크를 제공하는 반력 모터(302), 타이로드(304)를 통해 기어박스(303)에 연결되어 차륜에 조향 토크를 제공하는 조향 모터(306), 조향각 센서, 토크 센서 등과 같은 센서 모듈로부터 수신된 전기신호를 기반으로 각 모터를 제어하는 전자 제어 유닛(307, ECU) 및 SBW 제어모듈(308), 기어박스(303), 타이로드(304) 및 차륜(전륜 또는 후륜, 305)를 포함한다.
여기에서 조향휠(301)은 일반적으로 차량 핸들(handle)이라고 불리는 것으로, 운전자가 자동차의 방향 전환을 위해 회전시켜 조작하는 것으로, 운전자가 조향휠(301)을 회전시키면, 조향휠(301)의 토크 센서 및 조향각 센서가 회전력, 회전각도 및 회전각속도를 감지하여, 상기 운전자의 조향 조작을 감지하고, 감지된 신호를 상기 전자 제어 유닛(307, ECU)로 전달한다.
여기에서 전자 제어 유닛(307, ECU)는 토크 센서 및 조향각 센서뿐만 아니라 차량에 구비된 각종 센서 정보를 토대로, 반력 모터(302) 및 조향 모터(306)의 출력을 각각 제어한다.
그리고 조향 모터(306)는 운전자의 조향 조작을 보상하는 장치로 조향 모터(306)의 출력 즉, 조향력을 타이로드(304)를 통해 차륜(305)에 전달함으로써, 상기 운전자가 조향휠(301)을 회전한 만큼 차륜(305)의 방향을 조작한다.
또한, 반력 모터(302)와 조향 모터(306)는 각각 SBW 제어모듈(308)의 출력단에 연결되므로, 제어로직이 프로그래밍되어 있는 SBW 제어모듈(308)로부터 인가되는 제어신호에 의해 선택적으로 구동할 수 있다. 더불어 SBW 제어모듈(308)은 페일 세이프(fail safe)의 기능을 구현할 수 있다.
그러나 스티어 바이 와이어 장치(300)는 좌우 독립형 전륜 및 후륜을 제어하는 시스템으로, 조향휠(301)이 필수적인 요소는 아니므로 제거 가능하며, 더불어 토크 센서 및 조향각 센서 또한 설치할 필요가 없기 때문에 상기 차량의 조향각 정보는 모터위치 센서 및 모터토크 센서로부터 획득할 수 있다.
따라서 스티어 바이 와이어 장치(300)는 자율 주행에 최적화된 장치로, 부품을 간소화시켜 차체의 무게를 경감시키고, 차량의 조향을 단순한 조작 입력만으로 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 방법에 대한 순서도이다.
본 발명의 실시예에 의한 차량 쏠림 보상 방법은 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신단계(S400), 감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단단계(S410), 상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산단계(S420) 및 산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상단계(S430)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 주행 판단단계(S410)는 정보 수신단계(S400)에서 수신된 정보들을 기반으로 일정 시간 동안의 조향 토크값, 조향각 범위, 조향각속도 범위, 요잉 각도 범위, 횡가속도 범위, 휠속도 범위 등을 판단하여 상기 차량이 직진 주행 중인지를 판단할 수 있다.
그리고 토크 연산단계(S420)는 상기 반력 모터 및 상기 조향 모터 각각의 조향각 센서 및 토크 센서로부터 조향각 정보 및 토크 정보를 수신하고 기설정된 일정 시간 동안의 상기 평균 토크값을 계산하는데, 상기 평균 토크값이 임계값 이상이면 상기 보상토크를 산출할 수 있다.
그리고 토크 연산단계(S420)는 상기 평균 토크값을 기반으로 제1 쏠림 상태 또는 제2 쏠림 상태를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제2 쏠림 상태는 상기 제1 쏠림 상태보다 큰 보상토크가 산출되는 쏠림 상태이다.
그리고 토크 보상단계(S430)는 토크 연산단계(S420)로부터 연산된 결과에 따라 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 시간당 일정 토크량으로 인가할 수 있고, 또는 상기 보상토크 및 상기 보상각을 저역 통과 필터(Low Pass Filtering)에 적용하여 상기 조향 모터 및 상기 반력 모터 각각에 인가할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 쏠림 보상 방법에 대한 구체적은 흐름도이다.
정보 수신단계(S400)에서, 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신한다(S500).
주행 판단단계(S410)에서, 수신된 정보들을 기반으로 일정 시간 동안의 조향 토크값, 조향각 범위, 조향각속도 범위, 요잉 각도 범위, 횡가속도 범위, 휠속도 범위 등을 산출한다(S510).
산출된 정보들을 기반으로 상기 차량이 직진 주행 중인지 판단한다(S520). 예를 들어, 휠속도가 소정속도 범위 밖이고, 조향 토크값의 변화량과 조향각속도가 소정값 이하인 경우에 상기 차량이 직진 주행 중인 것으로 판단할 수 있다.
만약, 차량이 직진 주행 상태가 아니면 차량 쏠림 보상 방법의 단계를 활성화하지 않고, 수행 중이던 조향 제어를 지속하여 수행함과 동시에, 정보 수신단계(S400)에서 다시 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 재수신한다(S500).
반면에, 차량이 직진 주행 상태이면 토크 연산단계(S420)에서, 반력 모터 및 조향 모터 각각에 구비된 조향각 센서 및 토크 센서로부터 조향각 정보 및 토크 정보를 수신하고 기설정된 일정 시간 동안의 상기 평균 토크값을 계산한다(S530).
그리고 운전자 조향 조작에 의하여 변화된 토크 현재값을 확인하고(S540), 상기 평균 토크값과 상기 토크 현재값 간의 차이값을 추정한다.
그러면 상기 평균 토크값 및 추정된 차이값을 기반으로 차량의 쏠림 상태가 제1 쏠림 상태인지 제2 쏠림 상태인지 판단한다(S550). 이때, 상기 제2 쏠림 상태는 상기 제1 쏠림 상태보다 큰 보상토크가 산출되는 쏠림 상태이다.
만약 상기 차량의 쏠림 상태가 상기 제1 쏠림 상태이면, 상기 제1 쏠림 상태에 대한 보상토크를 산출하고(S560), 상기 보상토크를 인가한 상기 조향 모터의 토크 평균값 및 상기 반력 모터의 토크 평균값을 다시 계산한다(S530).
반면에, 상기 차량의 쏠림 상태가 상기 제2 쏠림 상태이면, 상기 제2 쏠림 상태에 대한 보상토크를 산출하고(S570), 상기 보상토크에 대응하는 보상각을 산출한다(S580).
그리고 토크 보상단계(S430)에서, 상기 조향 모터에 상기 보상토크를 인가하고, 상기 반력 모터에 상기 보상각을 인가하여(S590) 상기 차량의 쏠림에 의한 토크를 보상한다. 이때, 연산된 결과에 따라 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 시간당 일정 토크량으로 인가하거나 상기 보상토크 및 상기 보상각을 저역 통과 필터(Low Pass Filtering)에 적용하여 상기 조향 모터 및 상기 반력 모터 각각에 인가한다.
전술한 바와 같이, 차량의 쏠림 상태에 따른 토크를 보상하므로 직진 주행의 안정성을 제공할 수 있고, 차량 쏠림 현상에 의한 토크를 점진적으로 보상할 뿐만 아니라 조향휠에 대한 조향각도 보상하므로 직진 주행시 운전의 이질감을 최소화시키는 효과가 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, 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. 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.
100 : 쏠림 보상 장치
110 : 정보 수신부 120 : 주행 판단부
130 : 토크 연산부 140 : 토크 보상부
20 : 스티어 바이 와이어 시스템
21 : 조향각 센서 22 : 반력 모터
23 : 토크 센서 24 : 조향 모터
25 : 차속 센서 26 : 요레이트 센서
27 : 횡가속도 센서

Claims (11)

  1. 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신부;
    감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단부;
    상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산부; 및
    산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상부; 를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 정보는 차속 센서, 횡가속도 센서 및 요레이트(Yaw rate) 센서 중에서 적어도 하나 이상의 센서로부터 감지하는 정보인 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 연산부는,
    일정 시간 동안의 상기 평균 토크값이 임계값 이상이면 상기 보상토크를 산출하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 연산부는,
    상기 평균 토크값을 기반으로 제1 쏠림 상태 및 제2 쏠림 상태를 결정하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 쏠림 상태는 상기 제1 쏠림 상태보다 큰 보상토크가 산출되는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 보상부는,
    상기 보상토크를 상기 조향 모터에 시간당 일정 토크량으로 인가하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 보상부는,
    상기 보상토크 및 상기 보상각을 저역 통과 필터에 적용하여 상기 조향 모터 및 상기 반력 모터 각각에 인가하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 장치.
  8. 차량의 토크 정보, 조향각 정보 및 주행 정보 중에서 적어도 하나 이상을 수신하는 정보 수신단계;
    감지된 상기 토크 정보, 상기 조향각 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량이 직진 주행 상태인지 판단하는 주행 판단단계;
    상기 직진 주행 상태인 것으로 판단되면, 반력 모터 및 조향 모터 각각의 평균 토크값을 계산하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하는 상기 조향 모터의 보상토크를 산출하며, 상기 보상토크에 대응하는 조향휠의 보상각을 산출하는 토크 연산단계; 및
    산출된 상기 보상토크를 상기 조향 모터에 인가하고, 산출된 상기 보상각을 상기 반력 모터에 인가하여 동작을 제어하는 토크 보상단계; 를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 토크 연산단계는,
    일정 시간 동안의 상기 평균 토크값이 임계값 이상이면 상기 보상토크를 산출하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 토크 보상단계는,
    상기 보상토크를 상기 조향 모터에 시간당 일정 토크량으로 인가하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 토크 보상단계는,
    상기 보상토크 및 상기 보상각을 저역 통과 필터에 적용하여 상기 조향 모터로 인가하는 스티어 바이 와이어 시스템의 차량 토크 보상 방법.
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