KR20230007742A - Sbw 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Sbw 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치는 차량의 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 웨이크 업 신호를 발생시키는 도미넌트 제어기; 모터를 통해 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 모터 구동부; 및 웨이크 업 신호에 따라 모터 구동부를 제어하여 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법{STEERING WHEEL CONTROL APPARATUS AND METHOD OF SBW SYSTEM}
본 발명은 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
SBW(Steer By Wire) 시스템은 차량의 조향륜과 조향휠 사이의 기계적인 연결을 제거하고, 조향휠의 회전에 따른 전기적인 신호에 의해 조향륜이 조작될 수 있도록 한다.
SBW 시스템은 운전자의 조작이 가능한 조향휠과 물리적으로 연결된 SFA(Steering Force Actuator)와 실제 조향이 이루어지는 타이어와 물리적으로 연결되는 RWA(Road Wheel Actuator) 간의 물리적인 링크가 없다.
SBW 시스템은 운전자 시동 후(이그니션 전원 키 온) 시스템이 정상적으로 깨어나서 구동이 가능한 구조로 되어 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2019-0066995호(2019.06.14)의 'SBW 시스템용 조향반력 생성방법'에 개시되어 있다.
종래의 SBW 시스템은 SFA의 조향휠 및 컬럼 구조물에 기계적/전기적인 부하가 존재하지 않는다. 이로 인해, 차량의 시동이 꺼진 상태에서는 조향휠이 작은 힘으로도 쉽게 회전하게 된다. 그 결과, 조향휠을 잡고 승하차하는 운전자는 승하차시 조향휠이 갑자기 순간적으로 회전하면서 다칠 수도 있고, 조향휠의 품질에 불만을 제기하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 조향휠에 조향 반발력을 생성하여 승하차 과정에서 운전자가 조향휠을 잡더라도 조향휠이 회전하지 않도록 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치는 차량의 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 웨이크 업 신호를 발생시키는 도미넌트 제어기; 모터를 통해 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 모터 구동부; 및 상기 웨이크 업 신호에 따라 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 도미넌트 제어기는 상기 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 스마트 키가 조작되면 상기 웨이크 업 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 도미넌트 제어기는 상기 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 상기 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 오픈되면 상기 웨이크 업 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 조향휠에 조향 반발력을 상기 웨이크 업 신호를 입력받은 후 기 설정된 설정시간 동안 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 조향휠에 조향 반발력을 상기 웨이크 업 신호를 입력받은 후 상기 이그니션 스위치가 온될 때까지 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어부; 상기 조향휠 제어부에 동작 전원을 공급하는 레귤레이터; 배터리로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 전원을 단속하는 전원 스위치; 상기 전원 스위치를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 레귤레이터에 전원을 공급하거나 차단하는 스위치 제어부; 및 상기 도미넌트 제어기로부터 상기 웨이크 업 신호가 입력받아 상기 스위치 제어부를 제어하는 CAN(Controller Area Network) 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 SBW 시스템의 조향 휠 제어 방법은 도미넌트 제어기가 차량의 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 웨이크 업 신호를 발생시키는 단계; 및 조향휠 제어기가 상기 웨이크 업 신호에 따라 모터 구동부를 제어하여 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계에서, 상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 SBW 시스템의 조향 휠 제어 방법은 모터를 통해 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 모터 구동부; 및 이그니션 스위치 오프 신호를 입력받으면, 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 기 설정된 설정시간 동안 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 클로즈될 때까지 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량 내부에 운전자가 감지되지 않을 때까지 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력되면 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어부; 상기 조향휠 제어부에 동작 전원을 공급하는 레귤레이터; 배터리로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 전원을 단속하는 전원 스위치; 상기 전원 스위치를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 레귤레이터에 전원을 공급하거나 차단하는 스위치 제어부; 및 상기 이그니션 스위치 오프 신호를 입력받고, 상기 조향휠 제어기의 제어신호에 따라 슬립모드로 진입하는 CAN(Controller Area Network) 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 SBW 시스템의 조향 휠 제어 방법은 조향휠 제어기가 이그니션 스위치 오프 신호를 입력받는 단계; 및 상기 조향휠 제어기가 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계에서, 상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법은 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 조향휠에 조향 반발력을 생성하여 승하차 과정에서 운전자가 조향휠을 잡더라도 조향휠이 회전하지 않도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 제어기의 블럭 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동부의 회로도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 승차시의 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법의 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 하차시의 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 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 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 제어기의 블럭 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동부의 회로도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치는 도미넌트(Dominant) 제어기(10), SBW(Steer By Wire) 시스템(20), 및 센서부(30)를 포함한다.
도미넌트 제어기(10), SBW 시스템(20) 및 센서부(30)는 CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 연결된다.
도미넌트 제어기(10), SBW 시스템(20) 및 센서부(30)는 CAN 버스를 통해 서로 간에 각종 정보나 신호들을 송수신한다.
예컨대, 도미넌트 제어기(10)는 SBW 시스템의 조향휠 제어기(21)를 활성화시키기 위한 웨이크 업 신호를 CAN 버스를 통해 SBW 시스템(20)에 전달할 수 있다. 센서부(30)는 감지된 정보를 CAN 버스를 통해 SBW 시스템(20)에 전달할 수 있다. 센서부(30)에 의해 감지된 정보에는 차속 정보 및 운전자 감지 정보가 포함될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 도미넌트 제어기(10)와 SBW 시스템(20) 및 센서부(30)는 상기한 바와 같이 CAN 버스를 통해 연결될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 통신 방식이나 구조로 연결될 수 있다.
도미넌트 제어기(10)는 도미넌트 역할을 수행하는 제어기로서 시동이 오프된 상태에서도 항상 활성화된 상태를 유지한다. 본 실시예에서, SBW 시스템(20)은 비도미넌트 제어기(10)로 동작할 수 있다.
도미넌트 제어기(10)는 차량의 시동 전, 즉 이그니션 스위치 오프 상태에서 운전자가 차량에 승차하고자 하는 경우 차량의 SBW 시스템(20)에 웨이크 업 신호를 전달한다. SBW 시스템(20)은 도미넌트 제어기(10)로부터 전달받은 웨이크 업 신호에 따라 활성화될 수 있다.
도미넌트 제어기(10)에는 SMK(Smart Key Smart) 제어기(11) 및 도어 핸들 제어기(12)가 포함될 수 있다.
SMK 제어기(11)는 차량 주변의 스마트 키(미도시)를 감지하고 스마트 키에서 차량의 도어 오픈 버튼(미도시)이 입력되면, 해당 도어 오픈 버튼에 따라 차량의 도어(미도시)가 오픈될 수 있도록 한다. SMK 제어기(11)는 차량의 SBW 시스템(20)에 차량의 스마트 키가 감지되거나, 스마트 키의 도어 오픈 버튼이 입력되거나, 또는 차량의 도어 핸들이 조작되는 경우 SBW 시스템(20)에 웨이크 업 신호를 전달할 수 있다.
도어 핸들 제어기(12)는 차량의 도어 핸들이 조작되는 경우 SBW 시스템(20)에 웨이크 업 신호를 전달할 수 있다.
본 실시예에서는 도미넌트 제어기(10)로 SMK 제어기(11) 및 도어 핸들 제어기(12)를 예시로 설명하였으나 특별히 한정되는 것은 아니며, 운전자의 승차 의지를 확인할 수 있는 것이라면 모두 포함될 수 있다.
센서부(30)는 차량의 차속이나 운전자를 감지하여 그 감지 정보를 CAN 버스를 통해 SBW 시스템(20)에 전달한다.
센서부(30)에는 운전자 센서(31) 및 차속 센서(32)가 포함될 수 있다.
운전자 센서(31)는 차량에 탑승한 운전자를 감지한다.
운전자 센서(31)로는 운전자를 촬영하는 이미지 센서, 운전자의 생체 신호를 감지하는 생체신호 센서, 및 운전석에 설치되어 운전자의 중량을 감지하는 중량 센서가 포함될 수 있다. 운전자 센서(31)는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 차량에 탑승한 운전자를 감지할 수 있는 것이라면 모두 포함될 수 있다.
차속 센서(32)는 차속을 감지한다. 차속 센서(32)는 휠속을 감지하는 휠속 센서나 내비게이션 시스템일 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
SBW 시스템(20)은 차량의 조향륜과 조향휠(22) 사이의 기계적인 연결을 제거하고, 조향휠(22)의 회전에 따른 전기적인 신호에 의해 조향륜이 조작될 수 있도록 한다.
도 2 를 참조하면, SBW 시스템(20)은 조향휠 제어기(21)와 바퀴 제어기(25)를 포함한다.
조향휠 제어기(21)는 차량 주행시 조향휠(22)의 회전 방향과 각도 및 토크를 기반으로 조향휠(22)의 조향 제어를 수행한다.
조향휠 제어기(21)는 운전자 승차시 도미넌트 제어기(10)로부터 입력된 웨이크 업 신호에 따라 활성화되고, 조향휠(22)의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성한다.
게다가, 조향휠 제어기(21)는 운전자 하차시 이그니션 스위치 오프 신호가 입력되더라도 활성화 상태를 계속 유지하고, 조향휠(22)의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성한다.
조향휠 제어기(21)로는 SFA(Steerning Force Actuator) 제어기가 채용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 SBW 시스템(20) 내부에 설치되어 조향휠(22)을 제어하는 것이라면 모두 포함될 수 있다.
바퀴 제어기(25)는 조향휠 제어기(21)로부터의 조향 제어에 따라 조향륜을 제어한다.
바퀴 제어기(25)로는 RWA(Road Wheel Actuator) 제어기가 채용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 SBW 시스템(20) 내부에 설치되어 바퀴의 동작을 제어하는 것이라면 모두 포함될 수 있다.
조향휠 제어기(21)와 바퀴 제어기(25)는 CAN 버스를 통해 서로 연결될 수 있으며, 도미넌트 제어기(10) 및 센서부(30)와도 CAN 버스를 통해 연결되어 상기한 바와 같이 각종 신호 및 정보를 송수신할 수 있다.
조향휠 제어기(21)와 바퀴 제어기(25)는 배터리(미도시)로부터 공급되는 전원으로 동작한다.
도 2 에서, 도면부호 26은 조향륜을 회전시키기 위한 조향륜 모터이다.
도 3 을 참조하면, 조향휠 제어기(21)는 조향휠 제어부(213), 레귤레이터(212), 전원 스위치(211), 스위치 제어부(215), 및 CAN 트랜시버(214)를 포함한다.
CAN 트랜시버(214)는 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호를 전달받는다. CAN 트랜시버(214)는 웨이크 업 신호에 따라 스위치 제어부(215)에 제어 신호를 입력하여 스위치 제어부(215)가 전원 스위치(211)를 턴온시키도록 한다.
전원 스위치(211)는 배터리로부터 레귤레이터(212)에 공급되는 전원을 단속한다. 전원 스위치(211)는 스위치 제어부(215)로부터 입력되는 제어신호에 따라 턴온 또는 턴오프된다.
레귤레이터(212)는 전원 스위치(211)를 통해 배터리로부터 공급되는 전원을 조향휠 제어부(213)의 동작에 필요한 동작 전원, 예컨데 3.3V 또는 5.0V로 변환하여 조향휠 제어부(213)에 공급한다.
스위치 제어부(215)는 전원 스위치(211)를 제어하여 배터리로부터 레귤레이터(212)에 배터리 전원을 공급하거나 차단한다.
이 경우, 스위치 제어부(215)는 최초 CAN 트랜시버(214)로부터 제어신호가 입력되면 전원 스위치(211)를 제어하여 턴온시킨다. 이후 스위치 제어부(215)는 조향휠 제어부(213)로부터 제어신호가 입력되면 이 제어신호를 저장하여 전원 스위치(211)가 턴온 상태를 유지할 수 있도록 한다. 즉, 스위치 제어부(215)는 래치 구조로서 최초 CAN 트랜시버(214)로부터 제어신호에 따라 전원 스위치(211)를 턴온시키고, 이후 조향휠 제어부(213)로부터 입력된 제어신호에 따라 래치기능을 수행하여 전원 스위치(211)가 계속 턴온 상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 조향휠 제어부(213)에 안정적으로 동작 전원이 공급될 수 있도록 한다.
조향휠 제어부(213)는 레귤레이터(212)로부터 공급된 동작 전원으로 동작한다.
조향휠 제어부(213)는 자가 진단을 수행할 수 있다. 조향휠 제어부(213)는 내부의 각종 소자들, 예컨대 레귤레이터(212), 전원 스위치(211), 스위치 제어부(215), 및 CAN 트랜시버(214) 등의 고장을 진단한다.
조향휠 제어부(213)는 CAN 버스를 통해 진단 결과를 클러스터(미도시)에 전달할 수 있다. 클러스터는 SBW 시스템(20)의 진단 결과를 경고등이나 경고음을 출력하여 운전자가 SBW 시스템(20)의 고장을 인지할 수 있도록 한다.
먼저, 차량의 시동이 오프된 상태에서 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호가 입력되면, 조향휠 제어부(213)는 활성화되어 조향휠(22)에 조향 반발력을 생성한다.
즉, CAN 트랜시버(214)는 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호가 전달되면 스위치 제어부(215)에 제어 신호를 입력한다. 이때, 스위치 제어부(215)는 해당 제어신호에 따라 전원 스위치(211)를 턴온시킨다.
전원 스위치(211)가 턴온됨에 따라 배터리의 전원이 레귤레이터(212)에 입력된다. 레귤레이터(212)는 배터리의 전원을 조향휠 제어부(213)의 동작 전원으로 변환하여 조향휠 제어부(213)에 입력한다. 이에 따라, 조향휠 제어부(213)는 활성화된다.
조향휠 제어부(213)는 활성화됨에 따라 스위치 제어부(215)에 제어신호를 입력한다. 스위치 제어부(215)는 조향휠 제어부(213)로부터 입력된 제어신호를 저장하여 전원 스위치(211)가 턴온 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이에 따라, 전원 스위치(211)가 지속적으로 턴온 상태를 유지하게 되고, 조향휠 제어부(213)에 안정적으로 동작 전원이 공급된다.
조향휠 제어부(213)는 상기한 바와 같이 활성화됨에 따라 차속 센서(32)로부터 차속을 입력받고, 차속을 토대로 차량이 정차중인지를 판단한다.
차량이 정차중이면, 조향휠 제어부(213)는 이그니션 스위치 신호를 토대로 시동이 오프 상태인지를 판단한다.
시동이 오프 상태이면, 조향휠 제어부(213)는 모터 구동부(27)를 제어하여 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다.
이때, 토크 센서(24)는 조향휠(22)의 토크를 감지하여 조향휠 제어부(213)에 입력한다. 조향휠 제어부(213)는 토크 센서(24)로부터 입력된 조향휠(22)의 토크에 따라 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다. 모터 구동부(27)를 통해 조향휠(22)에 조향 반발력을 생성하는 것에 대해서는 후술한다.
이 경우, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 조향 반발력을 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호를 입력받은 후 기 설정된 승차 설정시간 동안 생성할 수 있다.
승차 설정시간은 통상적으로 스마트키가 감지된 후 운전자가 차량에 승차할 때까지 소요되는 시간이다. 승차 설정시간은 스마트 키 감지 거리나 통상적인 운전자의 이동 속도 등에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 조향 반발력을 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호를 입력받은 후 이그니션 스위치가 온될 때까지 생성할 수 있다. 이그니션 스위치가 온된 경우에는 정상적인 조향 어시스트 기능을 수행하여야 하므로, 조향휠 제어부(213)는 이그니션 스위치가 온될 때까지 조향휠(22)에 조향 반발력을 제공한다.
다음으로, 주행이 완료되어 차량의 시동이 오프된 경우, 즉 시동 온 상태에서 이그니션 스위치 신호가 오프된 경우, 조향휠 제어부(213)는 슬립모드로 진입하지 않고 조향휠(22)에 조향 반발력을 생성한다.
이 경우, 조향휠 제어부(213)는 CAN 트랜시버(214)를 제어하여 CAN 트랜시버(214)가 스위치 제어부(215)에 제어신호를 입력하지 않도록 한다.
또한, 조향휠 제어부(213)는 스위치 제어부(215)에 제어신호를 계속 입력한다. 이에 따라, 전원 스위치(211)가 턴온 상태를 계속 유지하게 되어 조향휠 제어부(213)에 안정적으로 동작 전원이 공급됨으로써, 조향휠 제어부(213)는 활성화 상태가 유지된다.
이에, 조향휠 제어부(213)는 모터 구동부(27)를 제어하여 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다.
이때, 토크 센서(24)는 조향휠(22)의 토크를 감지하여 조향휠 제어부(213)에 입력한다. 조향휠 제어부(213)는 토크 센서(24)로부터 입력된 조향휠(22)의 토크에 따라 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다.
이 경우, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 기 설정된 하차 설정시간 동안 조향 반발력을 생성할 수 있다.
하차 설정시간은 통상적으로 시동이 오프된 운전자가 차량에 하차할 때까지 소요되는 시간이다. 하차 설정시간은 통상적인 운전자의 하차 시간에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 클로즈될 때까지 조향 반발력을 생성할 수도 있다.
또한, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 운전자 센서(31)에 의해 운전자가 감지되지 않을 때까지 조향 반발력을 생성할 수도 있다.
모터 구동부(27)는 조향휠 제어부(213)의 제어신호에 따라 조향휠 모터(23)를 통해 조향휠(22)에 조향 반발력을 생성한다.
도 4 를 참조하면, 모터 구동부(27)는 페이즈 컷 드라이버와 프리 드라이버를 포함한다.
페이즈 컷 드라이버는 조향휠 모터(23)의 각 상과 연결된 페이즈 컷 스위치(232)를 제어하여 조향휠 모터(23)의 상 중 2개 이상을 쇼트시킨다.
프리 드라이버는 조향휠 모터(23)의 회전속도를 제어하는 인버터(231) 내 각 스위치를 조향휠 모터(23)의 상 중 2개의 이상을 쇼트시킨다.
즉, 프리 드라이버가 인버터(231) 내 6개의 스위치 중 상부 스위치 중 적어도 하나와 하부 스위치 중 적어도 하나를 온시키고, 페이즈 컷 드라이버 상부 스위치와 하부 스위치와 연결된 적어도 2개의 페이즈 컷 스위치(232)를 온시킨다.
이에 따라, 조향휠 모터(23)의 상 중 2개 이상이 쇼트된다. 쇼트되는 상의 개수는 조향휠 모터(23)의 용량 등에 따라 설정될 수 있다.
조향휠 모터(23) 구동을 위한 인버터(231) 및 페이즈 컷 스위치(232)는 당업자에게 자명한 사항이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
이와 같이, 조향휠 제어부(213)가 모터 구동부(27)를 제어하여 조향휠 모터(23)의 최소 2개 이상의 상을 쇼트시킨다. 이 경우, 운전자의 조작에 의해 조향휠(22)이 회전하게 되면, 조향휠 모터(23)는 발전기처럼 동작하게 되어 역기전력을 발생시킴으로써, 운전자의 조향휠 조작 방향과 반대 방향으로 토크를 발생시킨다.
즉, 조향휠 제어부(213)는 운전자의 승차 또는 하차시 조향휠(22)에 외력에 의한 회전 방향의 반대 방향으로 조향 반발력을 생성함으로써, 운전자가 조향휠(22)을 잡고 승하차할 수 있도록 하고, 승하차시의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법을 도 5와 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 승차시의 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법의 순서도이다.
도 5 를 참조하면, 차량의 시동이 오프된 상태에서, 도미넌트 제어기(10)는 스마트 키가 감지되거나 스마트 키의 도어 버튼이 입력되거나, 또는 도어 핸들 조작이 감지(S100)되면, 웨이크 업 신호를 발생시킨다(S110).
조향휠 제어기(21)는 도미넌트 제어기(10)로부터 전달받은 웨이크 업 신호에 따라 활성화된다(S120).
이와 같이 활성화됨에 따라, 조향휠 제어부(213)는 고장 진단을 수행하고 고장 진단 결과를 클러스터 등을 통해 출력한다.
진단 결과 정상 상태이면, 조향휠 제어부(213)는 차속 센서(32)로부터 차속을 입력받고 차속을 토대로 차량이 정차중인지를 판단한다(S130).
S130 단계에서의 판단 결과 차량이 정차중이면, 조향휠 제어부(213)는 이그니션 스위치 신호를 토대로 시동이 오프 상태인지를 판단한다(S140).
S140 단계에서의 판단 결과 시동이 오프 상태이면, 조향휠 제어부(213)는 토크 센서(24)로부터 입력된 조향휠(22)의 토크에 따라 모터 구동부(27)를 제어하여 조향휠 모터(23)의 상 중 2개 이상의 상을 쇼트시킴으로써, 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다(S150).
이 경우, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 조향 반발력을 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호를 입력받은 후 기 설정된 승차 설정시간 동안 생성하거나, 도미넌트 제어기(10)로부터 웨이크 업 신호를 입력받은 후 이그니션 스위치가 온될 때까지 생성할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 하차시의 SBW 시스템(20)의 조향휠 제어 방법의 순서도이다.
도 6 을 참조하면, 주행이 완료되어 차량의 시동이 오프된 상태, 즉 이그니션 스위치 신호가 오프되면(S200), 조향휠 제어부(213)는 슬립모드로 진입하지 않고 활성화 상태를 유지한다(S210).
이때, 토크 센서(24)는 조향휠(22)의 토크를 감지하여 조향휠 제어부(213)에 입력하고, 조향휠 제어부(213)는 토크 센서(24)로부터 입력된 조향휠(22)의 토크에 따라 모터 구동부(27)를 제어하여 조향휠 모터(23)의 상 중 2개 이상의 상을 쇼트시킴으로써, 조향휠(22)에 외력에 의한 회전방향과 반대 방향으로 조향 반발력을 생성한다(S220).
이 경우, 조향휠 제어부(213)는 조향휠(22)에 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 기 설정된 하차 설정시간 동안 조향 반발력을 생성하거나, 조향휠(22)에 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 클로즈될 때까지 조향 반발력을 생성하거나, 또는 운전자 센서(31)에 의해 운전자가 감지되지 않을 때까지 조향 반발력을 생성할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치 및 방법은 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 조향휠에 조향 반발력을 생성하여 승하차 과정에서 운전자가 조향휠을 잡더라도 조향휠이 회전하지 않도록 한다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 도미넌트 제어기 11: SMK 제어기
12: 도어 핸들 제어기 20: SBW 시스템
21: 조향휠 제어기 211: 전원 스위치
212: 레귤레이터 213: 조향휠 제어부
214: CAN 트랜시버 215: 스위치 제어부
22: 조향휠 23: 조향휠 모터
24: 토크 센서 25: 바퀴 제어기
27: 모터 구동부 231: 인버터
232: 페이즈 컷 스위치 30: 센서부
31: 운전자 센서 32: 차속 센서

Claims (17)

  1. 차량의 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 웨이크 업 신호를 발생시키는 도미넌트 제어기;
    모터를 통해 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 모터 구동부; 및
    상기 웨이크 업 신호에 따라 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어기를 포함하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도미넌트 제어기는
    상기 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 스마트 키가 조작되면 상기 웨이크 업 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 도미넌트 제어기는
    상기 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 상기 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 오픈되면 상기 웨이크 업 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 조향휠에 조향 반발력을 상기 웨이크 업 신호를 입력받은 후 기 설정된 설정시간 동안 생성하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 조향휠에 조향 반발력을 상기 웨이크 업 신호를 입력받은 후 상기 이그니션 스위치가 온될 때까지 생성하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어부;
    상기 조향휠 제어부에 동작 전원을 공급하는 레귤레이터;
    배터리로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 전원을 단속하는 전원 스위치;
    상기 전원 스위치를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 레귤레이터에 전원을 공급하거나 차단하는 스위치 제어부; 및
    상기 도미넌트 제어기로부터 상기 웨이크 업 신호가 입력받아 상기 스위치 제어부를 제어하는 CAN(Controller Area Network) 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향 휠 제어 장치.
  8. 도미넌트 제어기가 차량의 이그니션 스위치가 오프된 상태에서 웨이크 업 신호를 발생시키는 단계; 및
    조향휠 제어기가 상기 웨이크 업 신호에 따라 모터 구동부를 제어하여 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계를 포함하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계에서,
    상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향 휠 제어 방법.
  10. 모터를 통해 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 모터 구동부; 및
    이그니션 스위치 오프 신호를 입력받으면, 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어기를 포함하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 기 설정된 설정시간 동안 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량의 도어 핸들이 조작되어 도어가 클로즈될 때까지 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 조향휠에 상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력된 후 차량 내부에 운전자가 감지되지 않을 때까지 조향 반발력을 생성하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 이그니션 스위치 오프 신호가 입력되면 상기 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠에 조향 반발력을 생성하는 조향휠 제어부;
    상기 조향휠 제어부에 동작 전원을 공급하는 레귤레이터;
    배터리로부터 상기 레귤레이터에 공급되는 전원을 단속하는 전원 스위치;
    상기 전원 스위치를 제어하여 상기 배터리로부터 상기 레귤레이터에 전원을 공급하거나 차단하는 스위치 제어부; 및
    상기 이그니션 스위치 오프 신호를 입력받고, 상기 조향휠 제어기의 제어신호에 따라 슬립모드로 진입하는 CAN(Controller Area Network) 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 조향휠 제어기는
    상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향 휠 제어 장치.
  16. 조향휠 제어기가 이그니션 스위치 오프 신호를 입력받는 단계; 및
    상기 조향휠 제어기가 모터 구동부를 제어하여 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계를 포함하는 SBW 시스템의 조향휠 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 조향휠의 회전을 방해하는 조향 반발력을 생성하는 단계에서,
    상기 조향휠 제어기는 상기 모터 구동부를 통해 상기 모터의 상을 쇼트시켜 외력에 의한 상기 조향휠의 회전시 상기 모터에 역기전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 SBW 시스템의 조향 휠 제어 방법.
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