KR20190048173A - 자동 주차 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

자동 주차 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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KR20190048173A
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Abstract

본 발명은 자동 주차 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 조향휠(steering wheel)에 장착되어 사용자와 상기 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지부, 차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단부, 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성부 및 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신부를 포함하는 자동 주차 제어장치를 제공한다.

Description

자동 주차 제어장치 및 제어방법{CONTROL APPARATUS FOR AUTONOMOUS PARKING ASSIST AND METHOD THEREOF}
본 발명은 정전용량식 센서를 이용하여 자동 주차 지원 시스템 동작의 해제 또는 실행을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 자율주행 자동차가 주목받으면서 차량의 위치 궤적을 제어하여 주차 또는 출차를 보조하는 자동 주차지원 시스템을 갖춘 차량이 증가하고 있다. 이러한 자동 주차지원 시스템은 SPAS(Smart Parking Assisting System), IPAS(Intelligent Parking Assist System), APAS(Advanced Parking Guidance System) 등으로 불리 수 있다.
이때 자동 조향 주차 지원 시스템(SPAS; Smart Parking Assist System)은 센서나 카메라를 이용하여 최적의 주차 공간을 탐색하고 그 탐색 결과에 따라 주차 경로를 산출함으로써, 상기 주차 공간으로 차량을 자동으로 주차 조향을 해주도록 되어 있다.
즉, 자동 조향 주차 지원 시스템은 차량의 전후방 및 측방에 장착된 센서나 카메라를 매개로 주차 공간을 인식하고, 전동식 동력 조향 시스템(EPS; Electronically Controlled Power Steering System)을 적극적으로 제어하여 인식된 상기 주차 공간으로 차량을 자동으로 조향시켜 이동시킴으로써, 운전자는 단지 브레이크(brake) 조작과 변속 조작만으로 주차를 편리하고 용이하게 이루어지도록 한다.
그러나 종래의 자동 조향 주차 기술은 계산된 주차 경로를 따라 조향 제어를 하고 있는 동안에 발생할 수 있는 전방 및/또는 후방의 충돌 예측 상황(경보 상황)을 정확히 감지지 못함으로써 대응하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 조향 제어를 하고 있는 동안, 전방과 후방 모두에 대한 충돌 예측 상황이 발생하는 경우 잘못된 조향 제어를 통해 안전한 주차가 이루어지지 못하는 경우가 발생할 수도 있다.
이를 해결하기 위하여, 최근 자동 조향 주차 지원 시스템에서는 운전자가 자동 주차 모드를 해제하기를 원하는 경우에 운전자가 스티어링 휠(steering wheel)에 소정의 토크(힘)를 가하면 자동 주차 모드가 해제되는 기능이 탑재되어 있다. 즉, 스티어링 휠에 가해진 소정의 토크를 전동식 동력 조향 시스템에 장착된 토크 센서를 통해 감지함으로써, 자동 주차 모드를 해제시킨다.
이때, 운전자가 자동 주차 모드를 해제하더라도 사고 방지를 위하여 차량이 주차 경로를 크게 이탈하지 않아야 하므로 운전자가 가하는 소정의 토크에 대한 기준값이 설정되어야 한다.
그러나 차량의 다양한 주행환경 및 주행상황을 고려해야 하므로 자동 주차 모드를 해제하기 위한 상기 기준값이 모호해지는 문제가 있으며, 운전자가 가하는 조향 토크가 커질수록 차량의 조향 제어에 대한 이질감 또한 커지므로 상기 기준값을 설정하는 데에 어려운 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정전용량식 센서를 이용하여 자동 주차 모드를 해제 또는 실행하는 자동 주차 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
또한, 긴급한 위험 상황에서도 용이하게 자동 주차 모드를 해제할 수 있는 자동 주차 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치는, 조향휠(steering wheel)에 장착되어 사용자와 상기 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지부, 차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단부, 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성부 및 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 주차 제어방법은, 용자와 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지단계, 차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단단계, 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성단계 및 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행이 용이하므로 차량 주차시 안정성을 제공할 수 있다.
또한, 운전자가 조향을 제어함에 있어 발생하는 이질감을 감소시키고, 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자동 주차 지원 시스템의 해제 조건을 보여주는 조향 토크 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치의 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치의 감지부와 연동되는 랙-피니언 타입 전동식 조향 장치의 일례를 간략하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치의 해제 조건을 보여주는 조향 토크 그래프이다.
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 일반적인 자동 주차 지원 시스템의 해제 조건을 보여주는 조향 토크 그래프이다.
종래의 자동 조향 주차 기술은 계산된 주차 경로를 따라 조향 제어를 하고 있는 동안에 발생할 수 있는 전방 및/또는 후방의 충돌 예측 상황(경보 상황)을 정확히 감지하지 못함으로써 대응하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 최근 자동 조향 주차 지원 시스템에서는 운전자가 자동 주차 모드를 해제하기를 원하는 경우에 운전자가 스티어링 휠(steering wheel)에 소정의 토크(힘)를 가하면 자동 주차 모드가 해제되는 기능이 탑재되어 있다.
즉, 스티어링 휠 즉, 조향휠에 가해진 소정의 토크를 전동식 동력 조향 시스템에 장착된 토크 센서를 통해 감지함으로써, 자동 주차 모드를 해제시킨다. 이때 운전자가 자동 주차 모드를 해제하더라도 사고 방지를 위하여 차량이 주차 경로를 크게 이탈하지 않아야 하므로 운전자가 가하는 소정의 토크에 기준값이 설정되어야 한다.
그리고 상기 자동 주차 모드는, 운전자가 운전대 즉 조향휠을 잡지 않아도, 카메라와 레이더 등을 이용하여 도로 및 주변 차량을 파악한 후 도로를 자동으로 주행하여 주차하는 상태를 뜻하며, 운전자의 조향 조작없이 전동 조향모터 등과 같은 조향력 공급장치에 의해 차량이 조향되는 상태를 뜻한다. 따라서 상기 자동 주차 모드가 해제되면 수동 주차 모드로 전환되도록 제어할 수 있다.
도 1은 조향 토크에 대한 조향 추종각에 대한 그래프이며, 이때 조향 토크는 차량을 조향하기 위하여 차량 자체에서 출력되는 토크이고, 조향 추종각은 상기 차량의 실제 조향 상태에 따른 조향각이다.
도 1의 그래프를 참조하면, 자동 조향 주차 지원 시스템에서 자동 주차 모드를 실행하는 경우에, 일반적으로 상기 조향 토크가 증가 또는 감소함에 따라 상기 조향 추종각도 증가 또는 감소하는 비례 관계를 가지는 것을 알 수 있다.
도 1의 그래프에 표시된 B 영역은 상기 조향 토크의 토크값에 대비하여 상기 조향 추종각이 현저하게 증가하는 경우로, 상기 차량이 비정상적인 주행 상태이므로 상기 자동 주차 모드를 해제해야 한다. 그러므로 종래의 자동 조향 주차 지원 시스템은 상기 조향 토크가 제2 기준값 미만인 경우에 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
예를 들어, 차량의 노면으로 인하여 차륜에 발생하는 노면 부하(load)에 의한 반력 토크가 발생하는데, 상기 반력 토크가 반영된 상기 조향 토크가 제2 기준값 미만으로 출력되는 경우는 상기 반력 토크에 비해 상기 조향 토크가 작은 경우로, 조향 제어가 불안정하게 되어 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
또한, 도 1의 그래프에 표시된 A 영역은 상기 조향 토크의 토크값에 대비하여 상기 조향 추종각이 현저하게 감소하는 경우로, 상기 차량이 비정상적인 조향 제어 상태이므로 상기 자동 주차 모드를 해제해야 한다. 그러므로 종래의 자동 조향 주차 지원 시스템은 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상인 경우에 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
즉, 종래의 자동 조향 주차 지원 시스템은 운전자가 자동 주차 모드를 해제하기 위하여 운전자가 스티어링 휠(steering wheel)에 소정의 토크(힘)를 가하게 되는데, 상기 소정의 토크로 인해 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상으로 출력되면 차량이 주차 경로를 이탈하여 사고가 발생할 수 있으므로 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
그러나 운전자가 조향휠에 가하는 소정의 토크에 대한 상기 조향 토크의 제1 기준값을 설정하는데 상기 제2 기준값과 같이 다른 해제 조건에 대한 기준값도 고려해야 하므로 상기 제1 기준값이 모호해지는 어려움이 발생한다.
더불어, 운전자가 가하는 상기 소정의 토크가 커지게 되면 상기 전동 조향모터의 구동력을 저감시키는데, 이런 경우에 운전자가 느끼는 상기 조향휠의 조작감이 무거워지면서 차량의 조향 제어에 대한 이질감이 상승하는 문제가 발생한다. 즉, 운전자가 가하는 조향 토크가 커질수록 차량의 조향 제어에 대한 이질감 또한 커지므로 상기 제1 기준값을 설정하는 데에 어려운 문제가 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치(200)의 블럭구성도이다.
도 2를 참조하면, 자동 주차 지원 시스템(2, SPAS)은 운전자 즉, 사용자가 주차 모드를 선택할 수 있는 입력부(21), 주차 공간을 감지해서 인식하기 위한 초음파 센서, 레이저 센서 또는 카메라와 같은 감지 장치를 포함하는 센서부(22), 주차 혹은 출차 방향을 운전자에게 영상 또는 음성으로 알려주는 출력부(24), 주차 혹은 출차 방향과 주차 공간 및 차륜의 조향 상태를 감지하고, 전동식 조향 장치(3)를 제어하여 자동 조향 주차 지원이 이루어지게 하는 제어부(23) 등을 포함할 수 있다.
이때, 자동 주차 지원 시스템(2, SPAS)의 입력부(21)는 상기 차량 내에 구비된 내비게이션 조작을 위한 버튼이나 스위치, 터치패널 등을 포함할 수 있다.
또한, 출력부(24)는 클러스터나 헤드업 디스플레이를 포함할 수 있으며, 차량 내에서 각종 정보를 표시하도록 구비되어 있으면서 상기 사용자가 정면을 주시한 상태로 주차 지원 정보를 확인할 수 있는 표시장치를 모두 포함할 수 있다.
그리고 자동 주차 지원 시스템(2)은 본 발명에 따른 자동 주차 제어장치(200)를 포함할 수 있는데, 자동 주차 제어장치(200)는 조향휠(steering wheel)에 장착되어 사용자와 상기 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지부(210), 차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단부(220), 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성부(230) 및 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신부(240)를 포함할 수 있다.
이때, 자동 조향을 위한 전동식 조향 장치(3, EPS)는 차륜의 조향각도 및 주행 속도를 감지하는 스마트 휠 센서, 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서, 전동 조향모터로 출력되는 조향 토크를 감지하는 토크 센서 등을 포함하는데, 자동 주차 제어장치(200)의 송수신부(240)를 통해 상술한 센서들로부터 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 감지부(210)는 상기 조향휠의 좌우측 손잡이 부분에 배치되는 복수 개의 정전용량식 감지 센서를 포함할 수 있다. 즉, 감지부(210)는 상기 사용자가 운전시 손으로 잡고 조작하게 되는 상기 조향휠에 터치센서와 같은 정전용량식 감지 센서를 부착하여 구성할 수 있으며, 상기 정전용량식 감지 센서는 상기 조향휠에서 좌측과 우측으로 나누어진 각 영역에 하나 이상이 설치될 수 있다.
예를 들어, 상기 조향휠은 상기 사용자가 보통 왼손으로 잡게 되는 좌측 영역과 오른손으로 잡게 되는 우측 영역을 구분할 수 있는데, 이때 감지부(210)는 상기 조향휠의 좌우측 각 영역에 복수 개를 설치함으로써, 손을 포함하는 상기 사용자의 신체와 상기 조향휠이 접촉되었음을 감지하는 별도의 독립된 터치센서를 포함할 수 있다.
이때, 상기 터치센서는 상기 사용자의 손이 접촉 또는 미접촉된 상태에 따라 전기적인 신호를 출력하도록 구비되는 정전용량식 감지 센서로, 상기 각각의 터치센서가 출력하는 접촉 유무에 대한 신호는 판단부(220)로 송신된다.
그리고 판단부(220)는 감지부(210)로부터 수신된 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 감지된 것으로 판단되면, 상기 자동 주차 모드를 해제시킬 수 있고, 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지된 것으로 판단되면, 상기 사용자 조작에 의한 사용자 조향 토크를 감지할 수 있다.
또한, 판단부(220)는 상기 접촉 유무를 상기 정전용량식 감지 센서에서 감지한 정전용량값이 임계값 이상인지로 결정할 수 있다. 즉, 상기 정전용량값이 상기 임계값 이상이면 상기 사용자가 상기 조향휠에 접촉된 것으로 판단되므로 상기 자동 주차 모드를 해제시킬 수 있고, 상기 정전용량값이 임계값 미만이면 상기 사용자가 상기 조향휠에 접촉하지 않은 것으로 판단되므로 상기 사용자 조향 토크를 감지할 수 있다.
이때, 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지되는 경우는 상기 사용자의 손이 상기 조향휠에 접촉되지 않는 경우가 일반적이나 상기 사용자의 손이 상기 조향휠에 접촉되었더라도, 상기 터치센서에 오류가 발생하거나 또는 상기 조향휠 내에서 감지영역을 벗어난 영역에 상기 사용자의 손이 접촉하는 경우일 수 있다.
따라서 판단부(220)는 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지된 경우, 송수신부(240)를 통해 수신된 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 조향 토크 및 상기 반력 토크를 산출할 수 있다.
더불어, 판단부(220)는 실시간 상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량의 차속을 산출하고, 상기 차속이 임계속도 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 임계속도가 6km/h 인 경우에 상기 차량의 상기 차속이 6km/h이상이면 상기 자동 주차 모드가 해제될 수 있다.
또한, 상기 조향 토크가 전동 파워 조향 시스템(EPS; Electronic Power Steering)의 제어부에서 출력되는 조향 명령 신호와 불일치하거나 상기 EPS 또는 자동 주차 제어장치(200)의 고장이 감지된 경우에도 상기 자동 주차 모드를 해제할 수 있다.
그러면 판단부(220)는 상기 사용자의 조향 조작에 의한 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키도록 판단할 수 있고, 상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 미만이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키도록 판단할 수 있다.
여기에서, 상기 조향 토크는 상기 사용자가 상기 조향휠에 소정의 토크(힘)를 가함으로써, 조작하는 조향 토크일 수 있고, 상기 반력 토크는 상기 차량의 노면 부하에 의해 상기 차량에 발생하는 토크일 수 있다.
즉, 상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 상기 제2 기준값 미만이면, 노면의 부하에 의한 반력 토크가 상기 조향 토크 대응하여 상대적으로 크다고 판단되므로 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
그리고 생성부(230)는 판단부(220)에서 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드를 유지하거나 해제시키거나 재실행시키는 신호를 생성할 수 있다. 즉, 판단부(220)에서 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 것으로 판단되면 상기 해제 신호를 생성하고, 해제된 상기 자동 주차 모드를 실행시키는 것으로 판단되면 상기 실행 신호를 생성할 수 있다.
그리고 송수신부(240)는 생성부(230)에서 수신된 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 자동 주차 지원 시스템(2, SPAS)의 제어부(23)로 송신함으로써, 상기 자동 주차 모드를 해제시키거나 재실행시킬 수 있다.
더불어, 송수신부(240)는 전동식 조향 장치(3, EPS)의 차륜의 조향각도 및 주행 속도를 감지하는 스마트 휠 센서, 조향휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서 및 전동 조향모터로 출력되는 조향 토크를 감지하는 토크 센서로부터 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하여 판단부(220)로 전송할 수 있다.
이때, 송수신부(240)는 인터넷을 비롯한 ISDN(Integrated Services Digital Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), LAN(Local Area Network), Ethernet, CAN(Controller Area Network), TCP/IP 기반 통신망, 광통신망, CDMA, WCDMA 등의 이동 통신망을 포함하는 무선 통신망, 지그비(Zigbee), 블루투스 (Bluetooth) 등의 근거리 통신망을 이용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 자동 주차 제어장치(200)는 상기 자동 주차 모드의 해제 또는 실행이 용이하므로 차량 주차시 안정성을 제공할 수 있다,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치(200)의 감지부(210)와 연동되는 랙-피니언 타입 전동식 조향 장치(3)의 일례를 간략하게 도시한 도면이다.
차량의 전동식 조향 장치(EPS, 3)는 조향휠에 연결되어 조향축의 비틀림을 감지하는 토크 센서를 통해 운전자의 조향 토크값을 감지하고, 전동 모터의 회전을 제어함으로써 조향 보조 동력을 제공한다. 즉, 전동식 조향 장치는 운전자의 조향휠 조작에 따라 조향 토크에 비례하도록 조향 보조 전류를 생성하여 전동 모터 즉, 조향 모터를 회전시키는 동작을 수행함으로써 운전자의 조향 조작에 대한 조향력을 보상할 수 있다.
이때, 차량의 주행속도, 조향상태 및 외력을 고려하여 전동식 조향 장치의 전자 제어 유닛(ECU; Electronic Control Unit)에서 조향 보조 동력을 결정하므로, ECU의 제어 신호에 따라 전동 모터의 출력이 제어된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전동식 조향 장치(3)는 일반적으로 자동차의 랙-피니언 타입 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠(302)부터 양측 바퀴(305)까지 이어지는 조향 계통(300) 및 조향 계통(300)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(306, 307)를 포함하여 구성된다.
여기에서 조향휠(302)은 일반적으로 핸들이라고 불리는 것으로, 운전자가 자동차의 방향 전환을 위해 회전시킨다. 이때 조향휠(302)은 조향축(302)과 연결되는데, 운전자가 조향휠(302)을 회전시키면, 조향축(302)도 동일한 방향으로 회전한다. 이때 토크 센서 및 조향각 센서가 조향축(302)의 회전력, 회전각도 및 회전각속도를 감지하여, 상기 사용자의 상기 사용자 조향 토크를 감지하고, 토크값을 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, 조향 모터(306)의 출력을 제어한다.
이때, 조향 모터(306)는 운전자의 조향 조작을 보상하는 장치로 조향 모터(306)의 출력 즉, 구동력을 바퀴(305)에 전달함으로써, 상기 운전자가 조향휠을 회전한 만큼 바퀴(305)의 방향을 조작한다.
따라서, 랙 -피니언 타입 전동식 조향 장치(3)는 조향휠(302)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙바(303)에 전달되고, 발생된 토크에 따라 조향 모터(306)에서 발생한 보조 동력이 랙바(303)에 전달되도록 형성된다. 즉, 조향 계통(300)에서 발생한 토크와 조향 모터(306)에서 발생한 보조 동력이 합쳐져서 랙바(303)를 축 방향으로 타이로드(304) 및 바퀴(305)를 운동하도록 하는 것이다.
이때 조향휠(302)은 감지부(210)를 구성하는 좌우측 손잡이 부분에 배치되는 복수 개의 전정용량식 감지 센서(301)를 포함할 수 있다. 즉, 조향휠(302)은 상기 사용자가 보통 왼손으로 잡게 되는 좌측 영역과 오른손으로 잡게 되는 우측 영역을 구분할 수 있는데, 도시된 바와 같이 조향휠(302)의 좌우측 각 영역에 별도의 독립된 정전용량식 감지 센서(301)를 복수 개를 설치하여 손을 포함하는 상기 사용자의 신체와 조향휠(302)이 접촉되었음을 감지할 수 있다.
따라서, 상기 사용자와 조향휠(302)의 접촉 유무를 기반으로 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 감지된 것으로 판단되면, 상기 자동 주차 모드를 해제시킬 수 있고, 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지된 것으로 판단할 수 있다.
도 3에서 전동식 조향 장치로 R-EPS(Rack타입 EPS)을 도시하여 설명하였지만, 유압식 EPS, C-EPS(Column 타입 EPS), DP-EPS(Dual Pinion 타입 EPS)등에서도 실시 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
발명에 따른 자동 주차 제어방법은 사용자와 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지단계, 차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단단계, 판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성단계 및 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신단계를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 자동 주차 지원 시스템에서 상기 자동 주차 모드의 실행을 시작한다(S400).
그러면 상기 송수신단계에서, 전동식 조향 장치로부터 각종 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신한다(S410). 이때, 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보는 스마트 휠 센서, 조향각 센서 및 토크 센서 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 센서로부터 수신할 수 있다.
그리고 상기 감지단계에서, 상기 조향휠에 부착된 터치센서와 같은 정전용량식 감지 센서로부터 상기 사용자와 상기 조향휠 간의 접촉 유무에 대한 전기적인 신호를 감지한다(S420).
이때, 상기 접촉 유무는 상기 정전용량식 감지 센서에서 감지한 정전용량값이 임계값 이상인지 판단하여 결정할 수 있다.
즉, 상기 판단단계에서, 상기 정전용량값이 상기 임계값 이상인지 판단한다(S430).
이때 상기 정전용량 값이 상기 임계값 이상 즉, 상기 조향휠과 상기 사용자의 접촉이 감지되었다면, 상기 생성단계에서, 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 상기 해제 신호를 생성하고, 상기 송수신단계에서, 상기 해제신호를 자동 주차 지원 시스템의 제어부로 송신한다(S490).
반면에, 상기 정전용량 값이 상기 임계값 미만 즉, 상기 조향휠과 상기 사용자의 접촉이 감지되지 않았다면, 수신된 상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 기반으로 상기 판단단계에서, 차량의 차속, 사용자 조향 토크 및 상기 노면 부하 중 적어도 하나 이상을 측정한다(S440).
이때, 상기 조향 토크는 상기 사용자가 상기 조향휠에 소정의 토크(힘)를 가함으로써, 조작하는 조향 토크일 수 있다.
우선, 상기 차량의 상기 차속이 현재 임계속도 이상인지 판단한다(S450).
만약에, 상기 차속이 상기 임계속도 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키고, 상기 차속이 상기 임계속도 미만이면, 상기 조향 토크 및 상기 노면 부하에 의한 상기 반력 토크에 따른 상기 차량의 현재 조향 토크를 산출한다(S460).
그러면 상기 사용자 조향 조작에 의한 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상인지 판단한다(S470).
이때 상기 조향 토크가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 생성단계에서, 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 상기 해제 신호를 생성하고, 상기 송수신단계에서, 상기 해제신호를 자동 주차 지원 시스템의 상기 제어부로 송신한다(S490).
반면에, 상기 조향 토크가 상기 제1 기준값 미만이면, 상기 반력 토크및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 미만인지 판단한다(S480).
이때, 상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 미만이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 상기 해제 신호를 생성하고, 상기 송수신단계에서, 상기 해제신호를 자동 주차 지원 시스템의 상기 제어부로 송신한다(S490).
반면에, 상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 이상이면 상기 조향휠이 상기 사용자와 접촉하지 않은 것으로 판단되므로 상기 자동 주차 모드의 실행을 유지한다(S400).
전술한 바와 같이, 상기 전정용량식 감지 센서의 고장을 방지할 수 있거나 상기 전정용량식 감지 센서 감지영역 외에서의 접촉 유무를 확인할 수 있으므로 본 발명에 따르는 자동 주차 제어장치(200)의 오류 발생을 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 주차 제어장치의 해제 조건을 보여주는 조향 토크 그래프이다.
도 5는 조향 토크에 대한 조향 추종각에 대한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 자동 조향 주차 지원 시스템에서 자동 주차 모드를 실행하는 경우에, 일반적으로 상기 조향 토크가 증가 또는 감소함에 따라 상기 조향 추종각도 증가 또는 감소하는 비례 관계를 가진다.
이때, 또한 도 5의 그래프에 표시된 A 영역은 도 1에서 설명한 A 영역의 의미와 동일하며, 그래프에 표시된 B 영역은 도 1에서 설명한 B 영역의 의미와 동일하다. 즉, 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상 또는 제2 기준값 미만인 경우에 상기 자동 주차 모드를 해제시킨다.
그러나 도시된 바와 같이, 도 1과 비교하였을 때 본 발명에 따른 자동 주차 제어장치 및 제어방법에 의하여 상기 제1 기준값과 상기 제2 기준값의 위치가 달라졌음을 알 수 있다.
즉, 상기 자동 주차 모드의 해제 조건에 사용자와 조향휠의 접촉 유무를 확인하는 정전용량식 감지 센서를 추가 적용함으로써, 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값의 설정범위가 명확해 졌음을 알 수 있다.
다시 말해, 본 발명에 따른 자동 주차 제어장치 및 제어방법은 사용자와 조향휠의 접촉 유무를 확인하지 못하는 경우에만 운전자가 조향휠에 가하는 소정의 토크로 인하여 차량이 주차 경로를 이탈하는 경우(상기 제1 기준값) 또는 반력 토크에 비해 상기 조향 토크가 작아서 조향 제어가 불안정하게 되는 경우(상기 제2 기준값)를 판단하므로, 상기 제1 및 제2 기준값의 설정범위를 좁힐 수 있다.
따라서 본 발명은 상기 제1 및 제2 기준값의 설정범위를 좁히므로 상기 제1 및 제2 기준값을 명확하게 하는 효과를 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 자동 주차 모드의 해제 또는 실행이 용이하므로 차량 주차시 안정성을 제공할 수 있고, 운전자가 조향을 제어함에 있어 발생하는 이질감을 감소시키고, 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
더불어, 본 발명에 따른 자동 주차 제어장치 및 제어방법은 차량 내의 컴퓨터 장치가 차량의 차속 및 조향을 모두 제어하는 자동 주행 지원 시스템의 모든 자동 조향 제어 방식에 적용이 가능하다.
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.
2 : 자동 주차 지원 시스템
21 : 입력부 22 : 센서부
23 : 제어부 24 : 출력부
200 : 자동 주차 제어장치
210 : 감지부 220 : 판단부
230 : 생성부 240 : 송수신부
3 : 전동식 조향 장치

Claims (12)

  1. 조향휠(steering wheel)에 장착되어 사용자와 상기 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지부;
    차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단부;
    판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성부; 및
    상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신부;를 포함하는 자동 주차 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 조향휠의 좌우측 손잡이 부분에 배치되는 복수 개의 정전용량식 감지 센서를 포함하는 자동 주차 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 접촉 유무를 상기 정전용량식 감지 센서에서 감지한 정전용량값이 임계값 이상인지 판단하여 결정하는 자동 주차 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량의 차속을 산출하고 상기 차속이 임계속도 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 접촉 유무를 기반으로 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 감지된 것으로 판단되면, 상기 자동 주차 모드를 해제시키고, 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지된 것으로 판단되면, 상기 사용자의 조향 조작에 의한 상기 조향 토크를 감지하는 자동 주차 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 조향 조작에 의한 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 미만이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어장치.
  8. 사용자와 조향휠의 접촉 유무를 감지하는 감지단계;
    차량의 조향 정보, 주행 정보 및 상기 접촉 유무를 기반으로 상기 차량의 조향 토크 및 상기 차량의 노면 부하에 의한 반력 토크를 산출하고, 자동 주차 모드의 해제 또는 실행을 판단하는 판단단계;
    판단된 결과에 따라 상기 자동 주차 모드의 해제 신호 또는 실행 신호를 생성하는 생성단계; 및
    상기 조향 정보 및 상기 주행 정보를 수신하고, 상기 해제 신호 또는 상기 실행 신호를 송신하는 송수신단계;를 포함하는 자동 주차 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 주행 정보를 기반으로 상기 차량의 차속을 산출하고, 상기 차속이 임계속도 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 접촉 유무를 기반으로 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 감지된 것으로 판단되면, 상기 자동 주차 모드를 해제시키고, 상기 사용자와 상기 조향휠의 접촉이 미감지된 것으로 판단되면, 상기 사용자의 조향 조작에 의한 사용자 조향 토크를 감지하는 자동 주차 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 조향 조작에 의한 상기 조향 토크가 제1 기준값 이상이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 반력 토크 및 상기 조향 토크의 합이 제2 기준값 미만이면 상기 자동 주차 모드를 해제시키는 자동 주차 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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