KR20230162305A - 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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이필우
김령태
장문석
서정훈
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현대모비스 주식회사
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Abstract

차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템은, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나의 센싱 데이터를 검출하는 센서, 전륜 조향 장치의 고장 발생 시, 후륜 조향 장치에 의한 비상 조향 모드를 동작시킴으로써, 후륜 조향 장치만 제어하여 스티어링 휠(Steering Wheel)의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시키는 조향 제어 장치를 포함한다.

Description

차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING STEERING USING REAR WHEEL STEERING APPARATUS OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전륜 조향 장치의 기능 상실이나 고장 발생 시, 후륜 조향 장치(RWS)를 비상 조향 모드로 전환하여 후륜 조향 장치의 제어를 통해 차량을 조향시킬 수 있도록 하는, 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 적용되는 능동 전륜 조향 장치(AFS: Active Front Steering)는 스티어링 휠과 조향 엑츄에이터 사이에 조향 기어비 가변장치를 구비하여, 스티어링 휠의 조향각을 입력받아 AFS 엑츄에이터에 가변된 회전각을 출력하고 조향 기어비를 가변시킴으로써 전륜 조향 반응성 및 주행 안정성을 제공한다.
또한 후륜 조향 장치(RWS: Real Wheel Steering)는 스티어링 휠의 조향각 및 차속 등을 입력받아 후륜각을 결정하고, RWS 엑츄에이터를 구동시켜 후륜각을 제어함으로써 후륜 조향 반응성 및 주행 안정성을 제공한다.
상기와 같이 후륜 조향 장치는 차량이 저속 주행하는 경우, 후륜을 전륜의 조향 방향과 반대 방향으로 조향하여 회전 반경을 축소시킴으로써 후륜 조향 반응성을 향상시키고, 또한 차량이 고속 주행하는 경우, 후륜을 전륜의 조향 방향과 같은 방향으로 조향하여 요레이트(Yaw Rate)를 감소시킴으로써 주행 안정성을 제공한다.
상기와 같이 종래에 후륜 조향 장치는 단순히 전륜 조향 장치의 동작을 보조하여, 저속 주행 시에는 조향 반응성을 우선시 하고, 고속 주행 시에는 주행 안정성을 우선시 하도록 후륜을 제어하였다.
그런데 스티어링 휠과 랙바 사이의 기구적 연결 구조가 사라진 SBW(Steer By Wire) 차량에서는 전륜 조향 장치에 고장이 발생할 경우, 운전자 의도한 방향으로의 조타(또는 조향)가 불가능한 상황이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 전륜 조향 장치의 기능 상실이나 고장이 발생할 경우, 후륜 조향 장치를 제어하여 운전자의 의도대로 조타(또는 조향)할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-2277285호(2021.07.08. 등록, 후륜 조향 제어 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전륜 조향 장치의 기능 상실이나 고장 발생 시, 후륜 조향 장치(RWS)를 비상 조향 모드로 전환하여 후륜 조향 장치의 제어를 통해 차량을 조향시킬 수 있도록 하는, 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템은, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나의 센싱 데이터를 검출하는 센서, 전륜 조향 장치의 고장 발생 시, 후륜 조향 장치에 의한 비상 조향 모드를 동작시킴으로써, 후륜 조향 장치만 제어하여 스티어링 휠(Steering Wheel)의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시키는 조향 제어 장치를 포함한다.
본 발명에서 상기 조향 제어 장치는, 상기 후륜 조향 장치의 비상 조향 모드 동작 시, 전륜 조타 명령, 차량 파라미터 및 상기 센서를 통해 검출된 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후륜 조향 장치를 제어하기 위한 RWS(Rear Wheel Steering) 제어 명령을 생성하고, 상기 RWS 제어 명령에 따라 상기 후륜 조향 장치를 제어할 수 있다.
본 발명에서 상기 조향 제어 장치는, 상기 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출하고, 상기 차량 파라미터, 상기 센서를 통해 검출된 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 추정하며, 상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성할 수 있다.
본 발명에서 상기 조향 제어 장치는, 상기 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 해당하는 요레이트값을 상기 RWS 제어 명령으로 생성하여 상기 후륜 조향 장치로 전송할 수 있다.
본 발명에서 상기 후륜 조향 장치는, 상기 RWS 제어 명령에 포함된 요레이트값에 따라 조향할 수 있다.
본 발명에서 상기 전륜 조타 명령은, 상기 스티어링 휠의 조향각에 기초하여 회전하는 SFA(Steering Force/Feedback Actuator)에서 상기 SFA의 회전각에 대응되는 포지션 값을 기초로 이동하는 RWA(Road Wheel force Actuator)로 전송하는 조타 명령으로, 상기 SFA의 현재 조향각을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법은, 전륜 조향 장치의 고장 발생 시, 조향 제어 장치가 후륜 조향 장치에 의한 비상 조향 모드를 동작시키는 단계, 상기 조향 제어 장치가 전륜 조타 명령, 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후륜 조향 장치를 제어하기 위한 RWS(Rear Wheel Steering) 제어 명령을 생성하는 단계, 및 상기 조향 제어 장치가 상기 RWS 제어 명령에 따라 상기 후륜 조향 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계는, 상기 조향 제어 장치가, 상기 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출하는 단계, 상기 조향 제어 장치가, 상기 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 추정하는 단계, 및 상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계에서, 상기 조향 제어 장치는, 상기 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 해당하는 요레이트값을 상기 RWS 제어 명령으로 생성할 수 있다.
본 발명에서 상기 전륜 조타 명령은, 상기 스티어링 휠의 조향각에 기초하여 회전하는 SFA(Steering Force/Feedback Actuator)에서 상기 SFA의 회전각에 대응되는 포지션 값을 기초로 이동하는 RWA(Road Wheel force Actuator)로 전송하는 조타 명령으로, 상기 SFA의 현재 조향각을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 후륜 조향 장치를 제어하는 단계에서, 상기 조향 제어 장치는, 전륜 조향 장치는 전혀 제어하지 않고 후륜 조향 장치만 제어하여, 스티어링 휠의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법은, 전륜 조향 장치의 기능 상실이나 고장 발생 시, 후륜 조향 장치(RWS)를 비상 조향 모드로 전환하여 후륜 조향 장치의 제어를 통해 차량을 조향시킬 수 있도록 함으로써, 전륜 조향 장치가 고장 난 상태에서도 사용자가 원하는 대로 비상 조향을 가능하도록 하여 사고의 위험을 줄이고 사용자의 안전을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전륜 구동 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 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.
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 프로그래밍 가능한 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전륜 구동 장치를 설명하기 위한 예시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템은 전륜 구동 장치(100), 후륜 구동 장치(200), 센서(300) 및 조향 제어 장치(400)를 포함한다.
전륜 구동 장치(100)는 차량의 전륜에 각각 연결되며 스티어링 휠(110)의 조작에 따라 차량의 전륜을 구동할 수 있다. 이러한 전륜 구동 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠(110), 조향컬럼(120) 및 전륜 조향 장치(130, 140)를 포함할 수 있다.
스티어링 휠(110)은 전륜 조향 장치(13)의 입력축에 연결되어 운전자의 조타 조작을 전륜 조향 장치(13)로 전달하고, 조향컬럼(120)은 입력축을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
전륜 조향 장치는 스티어링 휠(110) 피드백 액츄에이터(Steering Force/Feedback Actuator, 이하 'SFA'라 칭함, 130) 및 로드 휠 액츄에이터(Road Wheel force Actuator, 이하 'RWA'라 칭함, 140)를 포함할 수 있다.
SFA(130)는 SBW(Steer By Wire)에 포함될 수 있다. 그리고, SFA(130)는 동력을 이용하여 기계를 동작시키는 구동 장치일 수 있고, 어떤 종류의 제어 기구를 갖고 있는 전기 모터 혹은 유압이나 공기압으로 작동하는 피스톤 · 실린더 기구를 가리키는 것 일 수 있다. 또한, SFA(130)는 조향축, 반력 모터 및 피니언축 모터를 포함할 수 있다. 그리고, SFA(130)는 스티어링의 회전각에 따라 회전 반대 방향의 조향 반력감을 생성하도록 SFA(130)에 포함된 반력 모터 등을 회전시킬 수 있다.
RWA(140)는 전륜의 랙 바(Rack Bar, 150)쪽에 위치하는 조향장치로, SFA(130)의 회전각에 대응되는 포지션 값을 기초로 이동할 수 있다. RWA(140)는 피니언 축 모터 및 랙 바(150)를 포함할 수 있고, 전술한 포지션 값을 기초로 피니언 축 모터를 회전시켜 랙 바(150)를 이동시킬 수 있다.
본 명세서에는 SFA(130) 및 RWA(140)가 모터(반력 모터, 피니언 축 모터 등)를 기준으로 작성되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, RWA(140)는 모터가 연결된 랙 바(150)일 수 있고, 랙 바(150)에 연결된 바퀴일 수 있다.
상기와 같이 구성된 전륜 구동 장치(100)는 조향각 센서(미도시)에서 검출된 조향각 정보에 기어비를 반영하여 생성되는 전륜 조타 명령을 SFA(130)에서 RWA(140)로 전송할 수 있다. 전륜 조타 명령은 SFA(130)의 현재 조향각을 포함할 수 있다.
후륜 구동 장치(200)는 차량의 후륜에 각각 연결되며, 전륜 조향 장치와 독립적으로 조향 기능을 제공하고, 스티어링 휠(110)의 조작에 따라 차량의 후륜을 구동할 수 있다. 이러한 후륜 구동 장치(200)는 후륜 조향 장치(RWS: Rear Wheel Steering, 200)를 포함할 수 있고, 이하에서는 후륜 구동 장치(200)를 후륜 조향 장치(200)로 칭하여 설명하기로 한다.
센서(300)는 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나의 센싱 데이터를 검출할 수 있다. 센서(300)는 조향각 센서(미도시), 차속 센서(미도시), 랙 위치 센서(미도시) 등을 포함할 수 있으며, 이는 일 예일 뿐, 특정 센서의 종류에 한정되지 않는다.
조향각 센서는 운전자에 의해 조작되는 스티어링 휠(110)의 조향각을 검출할 수 있다.
차속 센서는 주행중인 차량의 차속을 검출할 수 있다. 차속 센서로는 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.
랙 위치 센서는 후륜 랙 바(150)의 일측에 위치하여 랙 위치를 검출할 수 있다.
조향 제어 장치(400)는 운전자에 의해 조작되는 스티어링 휠(110)에 따른 진행 방향 및 차량의 주행 속도에 따른 상이한 조타력을 제공하도록 전륜 구동 정치 및 후륜 구동 장치(200)의 구동을 제어할 수 있다.
조향 제어 장치(400)는 전륜 조향 장치의 고장 시 후륜 조향 장치(200)에 의한 비상 조향 모드를 동작시킴으로써, 후륜 조향 장치(200)만 제어하여 스티어링 휠(110)(Steering Wheel)의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시킬 수 있다.
후륜 조향 장치(200)의 비상 조향 모드 동작 시, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령, 차량 파라미터, 및 센서(300)를 통해 검출된 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후륜 조향 장치(200)를 제어하기 위한 RWS(Rear Wheel Steering) 제어 명령을 생성하고, 생성된 RWS 제어 명령을 후륜 조향 장치(200)로 전송할 수 있다. 그러면, 후륜 조향 장치(200)는 RWS 제어 명령에 포함된 요레이트값에 따라 조향을 수행할 수 있다.
이하, 조향 제어 장치(400)의 동작에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 전륜 조향 장치의 고장이 발생하면, 조향 제어 장치(400)는 미리 지정된 알고리즘에 따라 후륜 조향 장치(200)에 의한 비상 조향 모드 동작을 개시한다. 즉, 조향 제어 장치(400)는 차량의 전륜 조향 장치에 고장이 발생했다는 신호(고장 발생 신호)를 수신하면, 후륜 조향 장치(200)를 기본 동작 모드에서 비상조향 동작 모드로 전환시킬 수 있다.
전륜 조향 장치는 스티어링 휠(110)을 조타하는 SFA(130)와 바퀴를 조향하는 RWA(140)로 구성되므로, RWA(140)가 고장나더라도 SFA(130)를 이용하여 조타할 수 있다. 이처럼 사용자는 SFA(130)를 이용하여 조타를 할 수 있으므로, 조향 제어 장치(400)는 RWA(140)에 고장이 발생하더라도 전륜 조타 명령을 수신할 수 있다. 전륜 조타 명령은 SFA(130)에서 RWA(140)로 전송하는 조타 명령으로, SFA(130)의 현재 조향각을 포함할 수 있다.
RWA(140)에 고장이 발생하면, 조향 제어 장치(400)는 후륜 조향 장치(200)를 비상 조향 모드로 전환시키고, 전륜 조타 명령, 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나에 기초하여 RWS 제어 명령을 생성할 수 있다. 여기서, 차량 파라미터는 차량의 무게중심으로부터 전륜까지의 거리, 차량의 무게중심으로부터 후륜까지의 거리 등 차량의 하드웨어 제원에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
구체적으로, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출할 수 있다. 제1 차량 모델은 사용자의 조향(조타) 의도에 따라 요레이트값을 산출하는 모델이므로, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령에 따라 차량이 현재 발생해야 하는(기대하는) 제1 요레이트값을 제1 차량 모델로부터 산출할 수 있다. 즉, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령(또는 조향각)과 내부 메모리(미도시)에 미리 저장되어 있던 차량 파라미터 정보를 바탕으로 운전자가 원하는 방향과 각도로 차량을 조향시키기 위한 제1 요레이트값을 제1 차량 모델을 이용하여 산출할 수 있다(즉, 운전자가 원하는 방향과 각도로 차량을 조향시키기 위하여, 운전자의 스티어링 휠(110) 조향에 대응하는 제1 요레이트값을 제1 차량 모델을 이용하여 산출할 수 있다).
그런데 제1 요레이트값은 전륜 조향 장치의 고장이 발생하지 않은 정상 상태에 적합한 명령이므로, 전륜 조향 장치의 고장이 발생한 비정상 상태에서는 적합하지 않은 명령이 된다.
이에, 조향 제어 장치(400)는 차량 파라미터 및 센서(300)를 통해 검출된 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 추정할 수 있다. 제2 차량 모델은 차량의 거동에 따라 제2 요레이트값을 추정할 수 있도록 하는 모델로, 조향 제어 장치(400)는 차량의 거동에 의한 전륜 조향각, 후륜의 랙바 위치에 기초하여 제2 요레이트값을 산출할 수 있다.
조향 제어 장치(400)는 차량이 사용자가 의도한 대로 움직였는지 확인하기 위해 랙 위치 센서로부터 랙 위치를 피드백 받고, 조향각 센서로부터 전륜 조향각을 수신하며, 차속 센서로부터 차속을 수신할 수 있다. 그런 후, 조향 제어 장치(400)는 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치를 제2 차량 모델에 적용함으로써, 제2 요레이트 값을 추정(산출)할 수 있다.
제1 요레이트값 및 제2 요레이트 값이 산출되면, 조향 제어 장치(400)는 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고, 그 차이값에 해당하는 요레이트값을 RWS 제어 명령으로 생성하여 후륜 조향 장치(200)로 전송할 수 있다. 그러면, 후륜 조향 장치(200)는 RWS 제어 명령에 포함된 요레이트값에 따라 조향을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 조향 제어 장치(400)는 정상적인 상황에서 전륜 조향을 통해 생성되어야 하는 요레이트(yawrate)를 후륜 조향을 통해 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 전륜 조향 장치의 고장이 발생하면(S410), 조향 제어 장치(400)는 미리 지정된 알고리즘에 따라 후륜 조향 장치(200)에 의한 비상 조향 모드 동작을 개시한다(S420). 여기서 후륜 조향 장치(200)에 의한 비상 조향 모드는, 전륜 고장이 발생하지 않은 정상적인 상황에서 전륜 조향을 통해 생성되어야 하는 요레이트를 후륜 조향 장치(200)만을 제어하여 생성할 수 있도록 하는 모드를 의미할 수 있다.
S420 단계가 수행되면, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출한다(S430). 제1 차량 모델은 사용자의 의도에 따라 요레이트값을 산출하는 모델이므로, 조향 제어 장치(400)는 전륜 조타 명령에 따라 차량이 현재 발생해야 하는(기대하는) 제1 요레이트값을 제1 차량 모델로부터 산출할 수 있다.
S430 단계가 수행되면, 조향 제어 장치(400)는 차량 파라미터 및 센서(300)를 통해 검출된 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 산출한다(S440). 제2 차량 모델은 차량의 거동에 따라 요레이트값을 추정할 수 있도록 하는 모델로, 조향 제어 장치(400)는 차량의 거동에 의한 전륜 조향각, 후륜의 랙바 위치에 기초하여 제2 요레이트값을 산출할 수 있다.
S440 단계가 수행되면, 조향 제어 장치(400)는 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고(S450), 그 차이값에 해당하는 요레이트값을 RWS 제어 명령으로 생성한다(S460).
S460 단계가 수행되면, 조향 제어 장치(400)는 RWS 제어 명령에 따라 후륜 조향 장치(200)를 제어한다(S470). 그러면, 후륜 조향 장치(200)는 RWS 제어 명령에 포함된 요레이트값에 따라 조향을 수행할 수 있다.
상술한 과정을 통해 정상적인 상황에서 전륜 조향을 통해 생성되어야 하는 요레이트(yawrate)를 후륜 조향을 통해 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템 및 그 제어 방법은, 전륜 조향 장치의 기능 상실이나 고장 발생 시, 후륜 조향 장치(RWS)를 비상 조향 모드로 전환하여 후륜 조향 장치의 제어를 통해 차량을 조향시킬 수 있도록 함으로써, 전륜 조향 장치가 고장 난 상태에서도 사용자가 원하는 대로 비상 조향을 가능하도록 하여 사고의 위험을 줄이고 사용자의 안전을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
100 : 전륜 구동 장치
110 : 스티어링 휠
120 : 조향컬럼
130 : SFA
140 : RWA
150 : 랙바
200 : 후륜 조향 장치
300 : 센서
400 : 조향 제어 장치

Claims (11)

  1. 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나의 센싱 데이터를 검출하는 센서; 및
    전륜 조향 장치의 고장 발생 시, 후륜 조향 장치에 의한 비상 조향 모드를 동작시킴으로써, 후륜 조향 장치만 제어하여 스티어링 휠(Steering Wheel)의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시키는 조향 제어 장치
    를 포함하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조향 제어 장치는,
    상기 후륜 조향 장치의 비상 조향 모드 동작 시, 전륜 조타 명령, 차량 파라미터 및 상기 센서를 통해 검출된 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후륜 조향 장치를 제어하기 위한 RWS(Rear Wheel Steering) 제어 명령을 생성하고, 상기 RWS 제어 명령에 따라 상기 후륜 조향 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조향 제어 장치는,
    상기 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출하고, 상기 차량 파라미터, 상기 센서를 통해 검출된 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 추정하며, 상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조향 제어 장치는,
    상기 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 해당하는 요레이트값을 상기 RWS 제어 명령으로 생성하여 상기 후륜 조향 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후륜 조향 장치는,
    상기 RWS 제어 명령에 포함된 요레이트값에 따라 조향하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전륜 조타 명령은,
    상기 스티어링 휠의 조향각에 기초하여 회전하는 SFA(Steering Force/Feedback Actuator)에서 상기 SFA의 회전각에 대응되는 포지션 값을 기초로 이동하는 RWA(Road Wheel force Actuator)로 전송하는 조타 명령으로, 상기 SFA의 현재 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 시스템.
  7. 전륜 조향 장치의 고장 발생 시, 조향 제어 장치가 후륜 조향 장치에 의한 비상 조향 모드를 동작시키는 단계;
    상기 조향 제어 장치가 전륜 조타 명령, 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후륜 조향 장치를 제어하기 위한 RWS(Rear Wheel Steering) 제어 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 조향 제어 장치가 상기 RWS 제어 명령에 따라 상기 후륜 조향 장치를 제어하는 단계
    를 포함하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계는,
    상기 조향 제어 장치가, 상기 전륜 조타 명령 및 차량 파라미터를 제1 차량 모델에 적용하여 제1 요레이트값을 산출하는 단계;
    상기 조향 제어 장치가, 상기 차량 파라미터, 전륜 조향각, 차속 및 랙 위치 중 적어도 하나를 제2 차량 모델에 적용하여 제2 요레이트값을 추정하는 단계; 및
    상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 요레이트값 및 제2 요레이트값에 기초하여 상기 RWS 제어 명령을 생성하는 단계에서,
    상기 조향 제어 장치는, 상기 제1 요레이트값과 제2 요레이트값 간의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 해당하는 요레이트값을 상기 RWS 제어 명령으로 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전륜 조타 명령은,
    상기 스티어링 휠의 조향각에 기초하여 회전하는 SFA(Steering Force/Feedback Actuator)에서 상기 SFA의 회전각에 대응되는 포지션 값을 기초로 이동하는 RWA(Road Wheel force Actuator)로 전송하는 조타 명령으로, 상기 SFA의 현재 조향각을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 후륜 조향 장치를 제어하는 단계에서,
    상기 조향 제어 장치는, 전륜 조향 장치는 전혀 제어하지 않고 후륜 조향 장치만 제어하여, 스티어링 휠의 조작에 따른 방향으로 차량을 조향시키는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 조향 장치를 이용한 조향 제어 방법.
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