KR20220008013A

KR20220008013A - 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220008013A
Application number: KR1020200086020A
Authority: KR
Inventors: 김태홍
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-01-20
Also published as: CN113928409A; EP3939860A1; US20220009550A1; CN113928409B; US11801890B2

Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크에 기초하여, 차량의 수동 운전 모드에서 MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터를 구동하기 위한 제1 보조 지령전류를 결정하는 MDPS 기본 로직부, 차량의 자율 주행 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 제2 보조 지령전류를 결정하는 자율주행 조향 제어부, 차량에 장착된 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 컬럼토크를 필터링하는 필터부, 및 미리 정의된 급조타 조건의 충족 여부에 따라 필터부의 활성화 여부를 제어하고, 필터부의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하며, 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 결정되는 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한 후, 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 MDPS 모터를 구동하여 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 자율 주행 모드 및 수동 운전 모드를 고려하여 MDPS 모터를 제어하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량의 파워 스티어링은 동력에 따른 조향 장치로, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있었으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 방식인 전동식 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering) 시스템의 사용이 늘어나고 있다. MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일교환이 필요 없다는 장점이 존재하기 때문이다.

MDPS 시스템은 조향휠에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크센서, 조향휠의 조향각 또는 조향각속도를 측정하는 조향각센서, 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 통해 차량의 주행 조건을 판단하고, 운전자가 조향휠을 조타함에 따라 조향축에 인가되는 조향토크에 근거하여 전동모터를 통해 보조토크를 제공한다.

한편, 자율 주행 차량은 그 자율 주행 모드에서 자율 주행 모듈(카메라 센서, 레이더 센서, 라이더 센서 등)을 통해 주행중인 도로 환경을 인식하고 MDPS 시스템의 동작에 필요한 지령 조향각 및 지령 토크를 결정함으로써 자율 주행 차량에 적용된 MDPS 시스템의 동작을 제어한다.

이때, 자율 주행 모듈에 갑작스런 고장이 발생하거나, 긴급 회피 주행을 위한 수동 조향이 요구되는 상황 등 운전자가 필요에 따라 조향휠을 잡고 의지에 따라 조타를 해야하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 종래의 MDPS 시스템은 조향토크가 일정 수준 이상인 상태가 일정 시간 이상 유지되는 경우 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단하여 자율 주행 모드를 해지하도록 동작하였다. 그러나, 종래의 운전자의 조타 개입 판단 방법은 운전자에 의해 인가된 조향토크에 무관하게 무조건적으로 일정 시간이 유지되어야 하는 제약이 있어, 급조타 시 신속한 자율 주행 모드의 해지 및 수동 운전 모드로의 진입이 불가능한 한계가 존재한다.

나아가, 운전자가 강제로 조향휠을 조타함에도 불구하고 자율 주행 모듈에 따른 MDPS의 위치제어가 계속 수행될 경우, 운전자가 의도한대로 차량의 제어가 이루어지지 않아 큰 사고가 야기될 수 있어, 종래에는 컬럼토크의 크기, 또는 조향각 센서와 모터각 센서의 위상차 변동량을 통해 운전자의 조타 의지를 판단하는 방법이 고려되었다. 다만, 이 경우에도 자율 주행 모드에 따른 MDPS의 위치 제어가 수행되는 과정에서 갑작스런 운전자의 조타가 발생함으로 인해 모터 제어 전류가 크게 변화되어 운전자의 조향 이질감이 유발될 수 있다. 즉, 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시, 각 모드 제어 상황에서의 출력 차이로 인해 순간적인 제어 안정성이 떨어지게 되며, 이는 차량의 거동 이상이나 스티어링 진동 등의 이질감으로 이어질 수 있게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0065793호(2017. 06. 14. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시, 무조건적으로 일정 시간이 소요되어야만 했던 종래의 MDPS 시스템의 문제점을 개선하여 급조타 시 신속한 자율 주행 모드의 해지 및 수동 운전 모드로의 진입을 가능하게 함과 동시에, 각 모드 제어 상황에서의 출력 차이로 인해 발생하는 MDPS에 대한 순간적인 제어 안정성 감소 문제, 및 차량의 거동 이상이나 스티어링 진동 등의 이질감 발생 문제를 제거할 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치는 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크에 기초하여, 상기 차량의 수동 운전 모드에서 MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터를 구동하기 위한 제1 보조 지령전류를 결정하는 MDPS 기본 로직부, 상기 차량의 자율 주행 모드에서 상기 MDPS 모터를 구동하기 위한 제2 보조 지령전류를 결정하는 자율주행 조향 제어부, 상기 차량에 장착된 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 상기 컬럼토크를 필터링하는 필터부, 및 미리 정의된 급조타 조건의 충족 여부에 따라 상기 필터부의 활성화 여부를 제어하고, 상기 필터부의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하며, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 결정되는 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한 후, 상기 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 상기 MDPS 모터를 구동하여 상기 자율 주행 모드로부터 상기 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 대응하여 가변적으로 결정되는 가변 기준시간을 이용하여 상기 운전자의 조타 개입을 판단하되, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 미리 설정된 제1 기준토크 이상인 상태가 상기 가변 기준시간 이상 유지되는 경우 상기 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 클수록 상기 가변 기준시간을 더 작은 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 각각 상보적으로 적용하여 상기 최종 보조 지령전류를 결정하되, 상기 가중치가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록 상기 제1 보조 지령전류의 비중이 높아지도록 상기 최종 보조 지령전류를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 제1 기준토크 이상이고 미리 설정된 제2 기준토크 이하에 해당하는 토크 영역에서의 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크의 위치에 따라 상기 가중치를 가변적으로 결정하되, 상기 토크 영역에서 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 증가할수록 상기 가중치를 높은 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 상기 제2 기준토크에 해당하는 상태가 미리 설정된 기준시간 이상 유지되는 경우에만 상기 자율 주행 모드를 해지하고 상기 수동 운전 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 필터부는, 상기 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 공진 주파수 영역에 대한 상기 노이즈 토크를 제거하도록 상기 컬럼토크를 필터링하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 급조타 조건은 상기 컬럼토크가 상기 제1 기준토크 이상의 값을 갖도록 미리 설정된 제3 기준토크 이상인 조건이고, 상기 제어부는, 상기 급조타 조건이 충족된 경우 상기 제3 기준토크 이상의 값을 갖는 컬럼토크의 감쇠가 보상되도록 상기 필터부를 비활성화시키고, 상기 급조타 조건이 충족되지 않은 경우 상기 컬럼토크의 노이즈 토크가 제거되도록 상기 필터부를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 필터부는 진상-지상 보상기(Lead-Lag Compensator)를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 진상-지상 보상기에 적용되는 감쇠인자의 값을 조절하는 방식으로 상기 필터부의 활성화 여부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법은 제어부가, 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크가 미리 정의된 급조타 조건을 충족하는지 여부에 따라 필터부의 활성화 여부를 제어하는 단계로서, 상기 필터부는 상기 차량에 장착된 MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 상기 컬럼토크를 필터링하도록 동작하는 것인, 단계, 상기 제어부가, 상기 차량의 자율 주행 모드에서 상기 필터부의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하는 단계, 상기 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 가중치를 결정하는 단계, 상기 제어부가, 상기 결정된 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 보조 지령전류는 각각 상기 차량의 수동 운전 모드 및 자율 주행 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 전류인, 단계, 및 상기 제어부가, 상기 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 상기 MDPS 모터를 구동하여 상기 자율 주행 모드로부터 상기 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시, 컬럼토크에 따라 능동적으로 가변되는 가변 기준시간을 이용하여 운전자의 조타 개입을 판단함으로써 급조타 시 신속한 자율 주행 모드의 해지 및 수동 운전 모드로의 진입을 가능하게 할 수 있고, 소정의 가중치를 통해 MDPS 모터의 구동을 위한 보조 지령전류를 최적 결정하여 MDPS 모터의 구동을 제어함으로써 모드 전환 시 MDPS에 대한 제어 안정성을 확보할 수 있고 차량의 거동 이상이나 스티어링 진동 등의 이질감을 저감시킬 수 있다.

또한, 소정의 급조타 조건에서는, MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 공진 주파수 영역에 대한 노이즈 토크를 제거하는 필터의 동작을 차단함으로써, 운전자의 급조타로 인한 컬럼토크가 노이즈 토크로 오판되는 현상을 방지하여 운전자의 조타 개입을 정확하게 판단할 수 있음과 동시에 본 발명에 적용된 가중치를 정확하게 결정할 수 있어 모드 전환 시의 안정적인 제어가 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치에서 필터부의 기능을 보인 예시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치에서 필터부의 활성화 여부를 제어할 때의 효과를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법의 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 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치에서 필터부의 기능을 보인 예시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치에서 필터부의 활성화 여부를 제어할 때의 효과를 보인 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치는 컬럼토크 센서(100), 차속 센서(200), MDPS 기본 로직부(300), 자율주행 조향 제어부(400), 필터부(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.

컬럼토크 센서(100)는 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크(T)를 검출할 수 있다.

차속 센서(200)는 차량의 차속(V)을 검출할 수 있다. 차속 센서(200)로는 차륜의 회전속도를 이용하여 차속을 검출하는 센서, 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute)를 측정하여 차속을 검출하는 센서, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 차속을 검출하는 센서 등 다양한 센서가 모두 포함될 수 있다.

MDPS 기본 로직부(300)는 컬럼토크 센서(100) 및 차속 센서(200)에 의해 각각 검출된 컬럼토크(T) 및 차속(V)에 기초하여, 운전자의 수동 운전 모드(또는 수동 조향 모드)에서 MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터를 구동하기 위한 제1 보조 지령전류(Iref_A)를 결정할 수 있다. MDPS 기본 로직부(300)는 컬럼토크(T) 및 차속(V)에 대하여 부스트 커브를 적용하는 방식으로 수동 운전 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 제1 보조 지령전류(Iref_A)를 결정할 수 있으며, 이를 위해 MDPS 기본 로직부(300)는 부스트 커브를 이용하여 컬럼토크(T) 및 차속(V)에 따른 보조 지령전류값을 산출하는 MDPS 로직부, 및 산출된 보조 지령전류값에 따른 제1 보조 지령전류(Iref_A)를 생성하여 MDPS 모터를 제어하는 모터 제어부를 포함할 수 있다.

자율주행 조향 제어부(400)는 자율 주행 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 제2 보조 지령전류(Iref_B)를 결정할 수 있다. 자율주행 조향 제어부(400)는 차량에 장착된 센서(예: 레이더 센서, 카메라 센서, 라이더 센서 등)에 의해 검출되는 차량의 주행 환경을 기반으로 차량의 자율 주행 시스템(700, 예: ADAS)에 의해 결정되는 지령 조향각(θref)과, 차속 센서(200)에 의해 검출되는 차속(V)과, 조향각 센서(미도시)로부터의 차량의 현재 조향각에 기초하여 자율 주행 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 제2 보조 지령전류(Iref_B)를 결정할 수 있다. 자율주행 조향 제어부(400)는 지령 조향각(θref)을 기반으로 PID(Proportinal Integral Differential) 제어를 통해 MDPS 모터의 위치 제어를 수행하는 방식으로 상기 제2 보조 지령전류(Iref_B)를 결정할 수 있으며, 이를 위해 자율주행 조향 제어부(400)는 같이 자율 주행 모드에서 MDPS 모터의 위치 및 속도를 제어하기 위한 위치 제어기 및 속도 제어기를 포함할 수 있다.

필터부(500)는 차량에 장착된 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 컬럼토크(T)를 필터링할 수 있다. 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크(T)에는 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 공진 주파수 영역에서의 컬럼토크 등 운전자가 의도하지 않은 상황에서 발생하는 노이즈 토크가 포함되어 있을 수 있다.

노이즈 토크는 MDPS 시스템의 조향휠, 유니버설 조인트 및 토션바 등 기구적 메커니즘에 따른 공진 주파수 영역에서의 진동에 해당하며, 종래의 LPF(Low Pass Filter)를 통해서는 공진 주파수 영역에서의 진동을 완벽히 제거할 수 없는 점에서, 본 실시예의 필터부(500)는 컬럼토크(T)에서 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘(조향휠, 유니버설 조인트 및 토션바의 관성 및 강성)을 고려하여 미리 정의된 공진 주파수 대역(예: 8hz ~ 10hz)을 필터링하는 대역 차단 필터(Band Stop Filter), 노치 필터(Notch Filter), 또는 진상-지상 보상기(Lead-Lag Compensator)를 포함할 수 있다.

제어부(600)는 미리 정의된 급조타 조건의 충족 여부에 따라 필터부(500)의 활성화 여부를 제어하고, 필터부(500)의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하며, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 결정되는 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한 후, 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 MDPS 모터를 구동하여 자율 주행 모드로부터 상기 수동 운전 모드로의 전환을 제어할 수 있다. 상기의 동작을 수행하는 제어부(600)는 MDPS 시스템을 제어하는 ECU로 구현될 수 있다.

본 실시예의 제어부(600)는 기본적으로 필터부(500)에 의해 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입 여부와 가중치를 결정하도록 동작하며, 즉 필터링된 컬럼토크는 운전자의 조타 개입 판단과 가중치 결정을 위한 인자가 되는 점에서 그 정확도가 전제되어야 한다. 후술하겠지만, 필터부(500)에 의한 필터링 기능으로 인해 운전자의 실제 조타 개입을 검출할 수 없는 상황과, 가중치를 정확하게 결정할 수 없는 상황이 야기될 수 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 실시예에서는 필터부(500)의 활성화 여부를 제어(즉, 필터부(500)의 ON/OFF 동작을 제어)하는 구성을 채용한다. 이하에서 표기하는 '선택적으로 필터링된 컬럼토크'라 함은 필터부(500)가 활성화된 경우(필터부(500) ON)에 해당하는 '필터링된 컬럼토크'와, 필터부(500)가 비활성화된 경우(필터부(500) OFF)에 해당하는 '필터링되지 않은 컬럼토크'를 포괄하는 것으로 정의한다. 용어의 명확한 구분을 위해, 부호를 병기하여 컬럼토크 센서(100)에 의해 검출된 컬럼토크를 '컬럼토크(T)'로 표기하고, 선택적으로 필터링된 컬럼토크를 '컬럼토크(SFT: Selectively Filtered Torque)'로 표기하기로 한다.

이상의 설명에 기초하여, 이하에서는 운전자의 조타 개입을 판단하는 구성과, 모드 전환을 제어하는 구성을 우선적으로 설명한 후, 필터부(500)의 활성화 여부를 제어하는 구성에 대하여 설명한다.

1. 운전자의 조타 개입 판단

앞서 언급한 것과 같이 종래의 MDPS 시스템은 컬럼토크가 일정 수준 이상인 상태가 일정 시간 이상 유지된 경우 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단하여 자율 주행 모드를 해지하도록 동작하였으며, 이에 따라 운전자에 의해 인가된 컬럼토크의 크기에 무관하게(즉, 수동 조타의 긴급도와 무관하게) 무조건적으로 일정 시간이 유지되어야 하는 제약이 있어, 일정 시간 동안은 수동 조향이 되지 않아 운전자의 입장에서 큰 걸림감 내지 이질감을 느끼게 되고 급조타 시 신속한 자율 주행 모드의 해지 및 수동 운전 모드로의 진입이 불가능한 한계가 존재하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 실시예에서는 차량의 자율 주행 모드에서 컬럼토크(SFT)에 대응하여 가변적으로 결정되는 가변 기준시간을 이용하여 운전자의 조타 개입을 판단하는 구성을 채용한다.

구체적으로, 제어부(600)는 컬럼토크(SFT)가 미리 설정된 제1 기준토크 이상인 상태가 가변 기준시간 이상 유지되는 경우 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 이때 가변 기준시간은 컬럼토크(SFT)가 클수록 더 작은 값으로 결정될 수 있다(여기서, 상기 제1 기준토크는 운전자의 조타 의지가 있는지 여부를 판단하기 위해 기준이 되는 값으로서, MDPS 시스템의 사양 및 설계자의 의도에 따라 미리 설계되어 제어부(600)에 미리 설정되어 있을 수 있다(예: 6Nm)).

즉, 컬럼토크(SFT)가 클수록 운전자의 긴급 조타 의도가 있는 상황에 해당하는 것으로 볼 수 있으며, 이 경우 조타 개입 판정에 소요되는 시간을 단축시켜 신속하게 수동 운전 모드로 전환할 필요가 있으므로, 제어부(600)는 조타 개입 판정에 소요되는 시간으로 기능하는 기준시간을 가변시키도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 제어부(600)는 도 2에 도시된 것과 같이 컬럼토크(SFT)가 클수록 가변 기준시간(＠)을 더 작은 값으로 결정하고, 마찬가지로 컬럼토크(SFT)가 작을수록 가변 기준시간(＠)을 더 큰 값으로 결정함으로써, 긴급 조타 조건에서 신속한 수동 운전 모드로의 전환이 가능하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 하기 표 1과 같은 컬럼토크(SFT) 및 가변 기준시간 간의 맵핑 테이블(또는 그래프), 또는 컬럼토크(SFT)에 대한 가변 기준시간의 함수 등, 컬럼토크(SFT) 및 가변 기준시간 간의 대응 관계 정보를 참조하여 컬럼토크(SFT)에 대응되는 가변 기준시간을 결정할 수 있으며, 컬럼토크(SFT) 및 가변 기준시간 간의 대응 관계 정보는 MDPS 시스템의 사양 및 설계자의 의도에 따라 미리 설계되어 제어부(600)에 미리 설정되어 있을 수 있다.

컬럼토크(SFT)	가변 기준시간
5Nm	50ms
6Nm	40ms
7Nm	30ms
8Nm	20ms
9Nm	10ms

상기와 같은 가변 기준시간을 채용함에 따라, 컬럼토크(SFT)가 클수록 가변 기준시간이 감소되어 조타 개입 판정에 소요되는 시간이 단축됨으로써 보다 신속하게 수동 운전 모드로의 전환이 가능해진다. 한편, 컬럼토크(SFT)가 0에 수렴할수록 운전자의 조타 개입 여부를 판단하지 않는 실시예가 고려될 수도 있으며, 이 경우 운전자의 조타 개입 여부를 판단하지 않는 컬럼토크(SFT)의 기준값도 MDPS 시스템의 사양 및 설계자의 의도에 따라 미리 설계되어 상기한 대응 관계 정보에 반영되어 있을 수 있다.

이상에서 설명한 운전자의 조타 개입은 자율 주행 모드의 해지 조건(즉, 모드 전환 조건)으로 기능하는 것이 아닌, 후술하는 수학식 1에 따른 Exponential Smoothing Filter에 따라 제1 및 제2 보조 지령전류의 비중 조절을 통한 MDPS 모터 제어의 조건으로서 기능한다.

2. 모드 전환 제어

앞서 언급한 것과 같이 자율 주행 모듈에 따른 MDPS의 위치 제어가 수행되는 과정에서 갑작스런 운전자의 조타가 발생함으로 인해 모터 제어 전류가 크게 변화되어 운전자의 조향 이질감이 유발될 수 있으며, 즉 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시, 각 모드 제어 상황에서의 출력 차이로 인해 순간적인 제어 안정성이 떨어지게 되며, 이는 차량의 거동 이상이나 스티어링 진동 등의 이질감으로 이어질 수 있게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 실시예에서는 컬럼토크(SFT)에 근거하여 결정되는 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한 후, 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 MDPS 모터를 구동하여 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 구성을 채용한다.

먼저, 가중치를 결정하는 구성에 대하여 설명하면, 제어부(600)는 상기한 제1 기준토크 이상이고 제2 기준토크 이하에 해당하는 토크 영역에서의 컬럼토크(SFT)의 위치(즉, 크기)에 따라 가중치를 가변적으로 결정할 수 있으며, 구체적으로는 상기 토크 영역에서 컬럼토크(SFT)가 증가할수록 가중치를 높은 값으로 결정할 수 있다. 상기 토크 영역에서 컬럼토크(SFT)가 증가할수록 더 큰 값을 갖도록 가중치를 결정하는 것은, 후술할 것과 같이 가중치가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록, 최종 보조 지령전류를 구성하는 제1 및 제2 보조 지령전류의 비중 중 제1 보조 지령전류의 비중이 높아지도록 최종 보조 지령전류가 결정되는 것을 전제한다.

즉, 컬럼토크(SFT)의 크기가 클수록 운전자의 조타 의지가 큰 것을 의미하므로, 후술하는 최종 보조 지령전류(Iref_final) 중 제1 보조 지령전류(Iref_A)의 비중은 높이고 제2 보조 지령전류(Iref_B)의 비중은 감소되어야 한다. 이를 위해, 제어부(600)는 제1 기준토크 이상 및 제2 기준토크 이하의 토크 영역에서 컬럼토크(SFT)의 크기가 증가할수록 더 큰 값을 갖도록 가중치를 결정할 수 있다.

여기서, 제1 기준토크는 전술한 것과 같이 MDPS 시스템의 사양 및 설계자의 의도에 따라 미리 설계되어 있는 값에 해당한다(예: 6Nm). 한편, 제2 기준토크는 컬럼토크 센서(100)가 계측할 수 있는 토크값의 상한값에 해당할 수 있으며, 차량에 적용된 토션바의 강성 및 비틀림 각을 고려하여 미리 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 토션바의 강성이 2.5Nm/deg인 경우로서 토션바의 비틀림 각이 기구적으로 좌우 최대 ±8°로 설계된 경우, 제2 기준토크는 2.5Nm/deg * ±4°= ±10Nm(의 절대값인 10Nm)로 미리 설정되어 있을 수 있다. 위 예시에서, 가중치는 컬럼토크(SFT)가 6Nm인 경우 0의 값에서부터 시작하여 컬럼토크(SFT)가 10Nm가 될 경우 1의 값을 갖도록 결정될 수 있다.

가중치가 결정되면, 제어부(600)는 결정된 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류(Iref_A, Iref_B)에 적용하여, 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 전환 시 MDPS 모터를 구동하기 위한 최종 보조 지령전류(Iref_final)를 결정할 수 있다.

이때, 제어부(600)는 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류(Iref_A, Iref_B)에 각각 상보적으로 적용하여 최종 보조 지령전류(Iref_final)를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 가중치(K)가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록, 제1 보조 지령전류의 비중이 높아지도록 최종 보조 지령전류를 결정할 수 있다. 즉, 가중치(K)가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록, 제1 보조 지령전류(Iref_A)의 비중이 증가하고 제2 보조 지령전류(Iref_B)의 비중이 감소하여 최종 보조 지령전류(Iref_final)에 반영된다. 최종 보조 지령전류(Iref_final)는 하기 수학식 1에 따른 Exponential Smoothing Filter를 통해 결정될 수 있다.

수학식 1에 따라, K값이 1에 수렴할수록 최종 보조 지령전류(Iref_final)는 제1 보조 지령전류(Iref_A)에 가까워지고, K값이 0에 수렴할수록 최종 보조 지령전류(Iref_final)는 제2 보조 지령전류(Iref_B)에 가까워진다.

만약, 컬럼토크(SFT)가 제2 기준토크의 값을 가질 경우(즉, 운전자의 조타 의자와 자율 주행 조향 제어부(400)의 조타 의지가 컬럼토크 센서(100)의 계측 범위 내에서 최대로 틀어질 경우), 운전자의 자율 주행 모드 해지 의지가 있는 상황에 해당하므로, 운전자에게 조향 제어권을 완전하게 이양하기 위해 제어부(600)는 가중치를 1의 값으로 설정하고 자율 주행 모드를 해지할 수 있으며, 자율 주행 모드의 빈번한 해지를 방지하기 위해 제어부(600)는 컬럼토크(SFT)가 제2 기준토크에 해당하는 상태가 미리 설정된 기준시간(예: 50ms) 이상 유지되는 경우에만 자율 주행 모드를 해지하고 가중치를 1의 값으로 유지시킬 수 있다.

이에 따라, 자율 주행 모드에서 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단된 경우라도, 자율 주행 모드가 바로 해지하는 것이 아닌, 자율 주행 모드가 유지되는 상태에서 운전자의 조타 의지를 가중치에 따른 비중으로 MDPS 모터 제어에 반영함으로써, 자율 주행 모드가 최대한 유지되면서 수동 운전 모드로의 전환이 반드시 필요한 상황에서만 자율 주행 모드가 해지되어 수동 운전 모드로의 전환이 이루어질 수 있다.

또한, 운전자가 자율 주행 모드에서 강제 조타를 통해 자율 주행 모드를 해지하고자 할 때(즉, 컬럼토크(SFT)가 제2 기준토크에 해당하는 상태가 기준시간 이상 유지되는 경우), 상기한 수학식 1에 따른 Exponential Smoothing Filter를 통해 제2 보조 지령전류(Iref_B)에 적용되는 게인(즉, 수학식 1에서 1-K)는 점차 감소하고 제1 보조 지령전류(Iref_A)에 적용되는 게인(즉, 가중치 K)은 점차 증가하게 되어, 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시 스티어링 휠의 이질감없이 보다 자연스러운 자율 주행 모드의 해지가 가능하게 된다.

자율 주행 모드가 해지된 상태에서 운전자에 의해 다시 자율 주행 모드로 진입해야 할 경우, 제어부(600)는 상기한 가중치를 1의 값으로부터 0의 값으로 변경시킬 수 있으며, 이 경우 갑작스러운 자율 주행 모드로의 진입으로 인한 운전자의 조향 이질감을 제거하기 위해 소정의 시간 동안 가중치를 1의 값으로부터 0의 값으로 점진적으로 변경시키는 방식을 통해 수동 운전 모드로부터 자율 주행 모드로 진입할 수 있다.

3. 필터부의 활성화 제어

전술한 것과 같이 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크(T)에는 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 공진 주파수 영역에서의 컬럼토크 등 운전자가 의도하지 않은 상황에서 발생하는 노이즈 토크가 포함되어 있을 수 있으며, 이에 따라 도 3에 도시된 것과 같이 운전자의 조타 의지와는 무관한 노이즈 토크로 인해, 전술한 Exponential Smoothing Filter가 적용되어야 하는 상황이 아님에도 불구하고 가중치가 결정되어 수학식 1에 따른 최종 보조 지령전류에 따라 MDPS 모터가 제어되는 현상이 야기될 수 있으며, 나아가 자율 주행 모드 자체가 해지되는 경우가 발생할 수 있다.

이를 위해, 필터부(500)는 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘(조향휠, 유니버설 조인트 및 토션바의 관성 및 강성)을 고려하여 미리 정의된 공진 주파수 대역(예: 8hz ~ 10hz)에 대한 노이즈 토크를 제거하도록 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크(T)를 필터링할 수 있으며, 대역 차단 필터(Band Stop Filter), 노치 필터(Notch Filter) 또는 진상-지상 보상기(Lead-Lag Compensator)가 필터부(500)에 적용될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 것과 같이 운전자가 의도하지 않은 노이즈 토크가 제거되어 자율 주행 모드가 유지될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 제어부(600)는 미리 정의된 급조타 조건의 충족 여부에 따라 필터부(500)의 활성화 여부를 제어하고, 필터부(500)의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)에 근거하여 전술한 운전자의 조타 개입을 판단하고 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 급조타 조건은 컬럼토크(T)가 제1 기준토크 이상의 값을 갖도록 미리 설정된 제3 기준토크 이상인 조건을 의미하며, 제1 기준토크가 6Nm인 예시를 상정할 때 제3 기준토크는 8Nm 내지 9Nm의 값을 갖도록 미리 설정되어 있을 수 있다(제3 기준토크의 범위로서 전술한 제2 기준토크(예: 10Nm) 이하인 조건이 부가될 수도 있다).

구체적으로, 컬럼토크(T)가 제3 기준토크 이상에 해당하는 급조타가 발생한 경우 컬럼토크(T)가 토션바의 공진점과 유사한 주파수 특성을 가질 수 있으며, 이 경우 필터부(500)의 필터링 동작에 의해 컬럼토크(T)가 감쇠되어 오히려 모드 전환을 정확히 수행할 수 없는 현상이 발생하게 된다. 즉, 급조타 시 발생하는 컬럼토크(T)는 많은 주파수를 포함하고 있기 때문에, 상기한 예시에서 최대 10Nm(제2 기준토크)까지 계측될 수 있는 컬럼토크가 필터부(500)의 동작으로 인해 6Nm 내지 7Nm까지 밖에 계측이 안되는 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라, 도 4에 도시된 것과 같이 급조타 시 필터부(500)에 의한 컬럼토크(T)의 감쇠가 발생하게 되며, 앞서 언급한 것과 같이 필터부(500)에 의해 필터링된 컬럼토크는 운전자의 조타 개입 판단과 가중치 결정을 위한 인자가 되는 점에서, 급조타 시 필터부(500)에 의한 컬럼토크(T)의 감쇠는 운전자의 조타 개입 판단 및 가중치 결정 과정상의 오류를 야기하게 된다.

따라서, 제어부(600)는 급조타 조건이 충족된 경우 제3 기준토크 이상의 값을 갖는 컬럼토크(T)의 감쇠가 보상되도록 필터부(500)를 비활성화시킬 수 있다. 즉, 급조타 조건이 충족된 경우에 컬럼토크 센서(100)에 의해 검출된 컬럼토크(T)는 필터부(500)에 의한 필터링 동작이 적용되지 않고 운전자의 조타 개입 판단과 가중치 결정을 위한 인자로서 기능하게 된다. 토션바에 의해 스티어링 컬럼에 야기되는 노이즈 토크가 제3 기준토크 이상(예를 들어 10Nm)으로 발생되는 경우는 극히 예외적인 점을 고려할 때, 급조타 조건에서 필터부(500)를 비활성화시키더라도 정상적인 모드 전환 제어가 이루어질 수 있다.

급조타 조건이 충족되지 않은 경우, 제어부(600)는 컬럼토크(T)의 노이즈 토크가 정상적으로 제거되도록 필터부(500)를 활성화시킬 수 있다. 즉, 급조타 상황이 아닌 경우에는 컬럼토크 센서(100)에 의해 검출된 컬럼토크(T)가 토션바의 공진점과 유사한 주파수 특성을 갖지 않으므로, 제어부(600)는 필터부(500)를 활성화시켜 컬럼토크(T)에서 공진 주파수 영역에 대한 노이즈 토크만이 정상적으로 제거되도록 할 수 있다.

한편, 필터부(500)가 진상-지상 보상기(Lead-Lag Compensator)를 포함할 경우, 제어부(600)는 진상-지상 보상기에 적용되는 감쇠인자(Attenuation Factor)의 값을 조절하는 방식으로 필터부(500)의 활성화 여부를 제어할 수 있다. 진상-지상 보상기의 전달함수 H(s)는 하기 수학식 2에 따라 표현될 수 있다.

(a: 중심주파수, Y: 감쇠인자)

이에 따라, 제어부(600)는 급조타 조건의 충족 시 진상-지상 보상기에 적용되는 감쇠인자(Y)의 값을 1의 값으로 설정하여 필터부(500)를 비활성화시킬 수 있고, 급조타 조건의 미충족 시 감쇠인자(Y)의 값을 0에 수렴하는 일정값으로 설정하여 필터부(500)를 활성화시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법을 설명하면, 먼저 제어부(600)는 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크(T)가 미리 정의된 급조타 조건을 충족하는지 여부에 따라 필터부(500)의 활성화 여부를 제어한다(S100).

S100 단계에서, 제어부(600)는 급조타 조건이 충족된 경우 제3 기준토크 이상의 값을 갖는 컬럼토크(T)의 감쇠가 보상되도록 필터부(500)를 비활성화시키고, 급조타 조건이 충족되지 않은 경우 컬럼토크(T)의 노이즈 토크가 제거되도록 필터부(500)를 활성화킨다. 필터부(500)가 진상-지상 보상기를 포함할 경우, 제어부(600)는 진상-지상 보상기에 적용되는 감쇠인자의 값을 조절하는 방식으로 필터부(500)의 활성화 여부를 제어할 수 있다.

이어서, 제어부(600)는 차량의 자율 주행 모드에서 필터부(500)의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단한다(S200).

S200 단계에서, 제어부(600)는 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)에 대응하여 가변적으로 결정되는 가변 기준시간을 이용하여 운전자의 조타 개입을 판단하되, 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)가 미리 설정된 제1 기준토크 이상인 상태가 가변 기준시간 이상 유지되는 경우 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단한다. 이 경우, 제어부(600)는 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)가 클수록 가변 기준시간을 더 작은 값으로 결정한다.

S200 단계에서 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단된 경우, 제어부(600)는 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)에 근거하여 가중치를 결정한다(S300).

S300 단계에서, 제어부(600)는 제1 기준토크 이상이고 제2 기준토크 이하에 해당하는 토크 영역에서의 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)의 위치에 따라 가중치를 가변적으로 결정하며, 구체적으로는 상기 토크 영역에서 선택적으로 필터링된 컬럼토크(SFT)가 증가할수록 가중치를 높은 값으로 결정한다.

이어서, 제어부(600)는 S300 단계에서 결정된 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한다(S400).

S400 단계에서, 제어부(600)는 가중치를 제1 및 제2 보조 지령전류에 각각 상보적으로 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정하며, 구체적으로는 가중치가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록 제1 보조 지령전류의 비중이 높아지도록 최종 보조 지령전류를 결정한다.

이어서, 제어부(600)는 S400 단계에서 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 MDPS 모터를 구동하여 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 전환을 제어한다(S500).

이와 같이 본 실시예는 자율 주행 모드로부터 수동 운전 모드로의 모드 전환 시, 컬럼토크에 따라 능동적으로 가변되는 가변 기준시간을 이용하여 운전자의 조타 개입을 판단함으로써 급조타 시 신속한 자율 주행 모드의 해지 및 수동 운전 모드로의 진입을 가능하게 할 수 있고, 소정의 가중치를 통해 MDPS 모터의 구동을 위한 보조 지령전류를 최적 결정하여 MDPS 모터의 구동을 제어함으로써 모드 전환 시 MDPS에 대한 제어 안정성을 확보할 수 있고 차량의 거동 이상이나 스티어링 진동 등의 이질감을 저감시킬 수 있다.

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.

100: 컬럼토크 센서
200: 차속 센서
300: MDPS 기본 로직부
400: 자율주행 조향 제어부
500: 필터부
600: 제어부
700: 자율 주행 시스템
T: 컬럼토크
SFT: 선택적으로 필터링된 컬럼토크
V: 차속
θref: 지령 조향각
K: 가중치
Iref_A: 제1 보조 지령전류
Iref_B: 제2 보조 지령전류
Iref_final: 최종 보조 지령전류

Claims

차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크에 기초하여, 상기 차량의 수동 운전 모드에서 MDPS(Motor Driven Power Steering) 모터를 구동하기 위한 제1 보조 지령전류를 결정하는 MDPS 기본 로직부;
상기 차량의 자율 주행 모드에서 상기 MDPS 모터를 구동하기 위한 제2 보조 지령전류를 결정하는 자율주행 조향 제어부;
상기 차량에 장착된 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 상기 컬럼토크를 필터링하는 필터부; 및
미리 정의된 급조타 조건의 충족 여부에 따라 상기 필터부의 활성화 여부를 제어하고, 상기 필터부의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하며, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 결정되는 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정한 후, 상기 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 상기 MDPS 모터를 구동하여 상기 자율 주행 모드로부터 상기 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 대응하여 가변적으로 결정되는 가변 기준시간을 이용하여 상기 운전자의 조타 개입을 판단하되, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 미리 설정된 제1 기준토크 이상인 상태가 상기 가변 기준시간 이상 유지되는 경우 상기 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 클수록 상기 가변 기준시간을 더 작은 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 각각 상보적으로 적용하여 상기 최종 보조 지령전류를 결정하되, 상기 가중치가 낮은 값으로부터 높은 값을 가질수록 상기 제1 보조 지령전류의 비중이 높아지도록 상기 최종 보조 지령전류를 결정하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 기준토크 이상이고 미리 설정된 제2 기준토크 이하에 해당하는 토크 영역에서의 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크의 위치에 따라 상기 가중치를 가변적으로 결정하되, 상기 토크 영역에서 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 증가할수록 상기 가중치를 높은 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크가 상기 제2 기준토크에 해당하는 상태가 미리 설정된 기준시간 이상 유지되는 경우에만 상기 자율 주행 모드를 해지하고 상기 수동 운전 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 필터부는, 상기 MDPS 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 공진 주파수 영역에 대한 상기 노이즈 토크를 제거하도록 상기 컬럼토크를 필터링하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제7항에 있어서,
상기 급조타 조건은 상기 컬럼토크가 상기 제1 기준토크 이상의 값을 갖도록 미리 설정된 제3 기준토크 이상인 조건이고,
상기 제어부는, 상기 급조타 조건이 충족된 경우 상기 제3 기준토크 이상의 값을 갖는 컬럼토크의 감쇠가 보상되도록 상기 필터부를 비활성화시키고, 상기 급조타 조건이 충족되지 않은 경우 상기 컬럼토크의 노이즈 토크가 제거되도록 상기 필터부를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 필터부는 진상-지상 보상기(Lead-Lag Compensator)를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 진상-지상 보상기에 적용되는 감쇠인자의 값을 조절하는 방식으로 상기 필터부의 활성화 여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치.
제어부가, 차량의 스티어링 컬럼에 인가되는 컬럼토크가 미리 정의된 급조타 조건을 충족하는지 여부에 따라 필터부의 활성화 여부를 제어하는 단계로서, 상기 필터부는 상기 차량에 장착된 MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템의 기구적 메커니즘에 따라 야기되는 노이즈 토크가 제거되도록 상기 컬럼토크를 필터링하도록 동작하는 것인, 단계;
상기 제어부가, 상기 차량의 자율 주행 모드에서 상기 필터부의 활성화 여부에 따라 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 운전자의 조타 개입을 판단하는 단계;
상기 운전자의 조타 개입이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가, 상기 선택적으로 필터링된 컬럼토크에 근거하여 가중치를 결정하는 단계;
상기 제어부가, 상기 결정된 가중치를 상기 제1 및 제2 보조 지령전류에 적용하여 최종 보조 지령전류를 결정하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 보조 지령전류는 각각 상기 차량의 수동 운전 모드 및 자율 주행 모드에서 MDPS 모터를 구동하기 위한 전류인, 단계; 및
상기 제어부가, 상기 결정된 최종 보조 지령전류를 통해 상기 MDPS 모터를 구동하여 상기 자율 주행 모드로부터 상기 수동 운전 모드로의 전환을 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.