KR20230172235A - 소형차의 차로 유지 보조 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형차의 차로 유지 보조 제어방법에 관한 것으로, a) 차로 유지 보조 기능의 실행 중 운전자가 스티어링 휠의 조작에 개입하는지 확인하는 단계와, b) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 없으면, ADAS의 요청 토크에 해당하는 조향각 제어를 수행하는 단계와, c) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 있으면, ADAS의 요청 토크와 스티어링 휠 토크를 가산하여 전동기의 토크 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

소형차의 차로 유지 보조 제어방법{Lane following assist control method for a small vehicle}

본 발명은 차로 유지 보조 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전동 조향과 연계 협조 제어하는 방법에 관한 것이다.

최근 자율주행 또는 반자율주행 차량의 개발이 활발하게 이루어지면서, 이미 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist)나 어댑티브 크루즈 콘트롤(Adaptive cruise control) 기능이 적용된 차량들이 출시되고 있다.

특히 과거에는 고급차에만 적용되어 있던 차로 유지 보조 기능이 경차나 소형차급에도 적용되고 있으며, 성능은 고급, 대형 승용차의 성능이 요구되고 있다.

그러나 차로 유지 보조 기능의 수행을 위한 전동 조향(EPS: Electric Power Steering) 시스템의 경우, 경차나 소형차급에도 적용이 되어 있으나, 대형 승용차에 비하여 상대적으로 하드웨어 성능이 낮기 때문에 경차에 차로 유지 보조 기능이 부가되어도 ESP의 기본 조타감 성능이 낮아 차로 유지 보조 기능의 성능 또한 저하되고 있다.

또한, ESP의 하드웨어 마찰(Friction)에 따라서 성능의 편차가 나타나게 되며, 따라서 개발 단계에서는 개발 시간이 지연되고, 양산 후에는 차량 각각의 성능에 편차가 발생하여 소비자 불만을 발생시킬 수 있다.

도 1은 종래 ESP 제어 방법의 소프트웨어 블록도이다.

도 1을 참조하면 종래에는 스티어링 휠의 스티어링 토크를 입력받아(S1) EPS 제어로직에서 출력 토크를 생성하여 출력하고(S2), ADAS 시스템의 요구 토크를 입력받아(S2), LFA 제어를 위한 토크를 생성하여 출력한다(S4).

EPS 제어로직은 스티어링 휠의 조작에 따라 어시스트 제어(Assist control), 부스트 콘트롤(Boost control), 댐핑 콘트롤(Damping control), 리턴 콘트롤(Return control) 등의 전동 조향 제어를 위한 출력 토크를 출력한다.

이때, 차로 유지 보조(LFA) 기능이 실행되는 경우에는 ADAS 시스템의 요구 토크에 따라 LFA 제어를 위한 토크를 생성하여 출력하며, 최종적으로 EPS 제어 로직과 LFA 제어 로직의 출력 토크를 합하여(S5), 전동기 제어를 수행(S6)한다.

이처럼 기본적으로 종래 LFA 제어는 차량의 EPS 제어로직 및 하드웨어를 이용하여 토크 제어를 수행하기 때문에 EPS 제어로직 및 하드웨어의 성능에 따라 그 성능이 결정된다.

따라서 앞서 설명한 바와 같이 경차나 소형차의 EPS 하드웨어의 한계 때문에 LFA의 성능도 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 EPS 제어로직이 EPS 하드웨어를 사용하는 토크 제어에서 벗어나 LFA 기능을 수행할 수 있는 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 소형차의 차로 유지 보조 제어방법은, a) 차로 유지 보조 기능의 실행 중 운전자가 스티어링 휠의 조작에 개입하는지 확인하는 단계와, b) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 없으면, ADAS의 요청 토크에 해당하는 조향각 제어를 수행하는 단계와, c) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 있으면, ADAS의 요청 토크와 스티어링 휠 토크를 가산하여 전동기의 토크 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 a) 단계는, 스티어링 휠 토크와 기준 토크를 비교하여, 스티어링 휠 토크가 기준 토크 미만이면 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 없는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 a) 단계는, 스티어링 휠 토크와 기준 토크를 비교하여 스티어링 휠 토크가 기준 토크 이상이면 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 있는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 b) 단계의 조향각 제어는, 차속에 따른 조향각 변화량 프로파일을 이용하여 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 b) 단계의 조향각 제어는, LFA 토크 변화량에 따른 조향각 변화량 프로파일을 이용하여 제어할 수 있다.

본 발명 소형차의 차로 유지 보조 제어방법은, 기준값 미만의 조향 토크 발생시에는 조향각 제어를 수행하고, 기준값 이상의 조향 토크 발생시에는 토크 제어를 수행함으로써, LFA 기능 실행 시 소형차의 EPS 하드웨어의 개입을 최소화하여, EPS 하드웨어 성능 차이에 따른 LFA 성능 저하를 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 LFA 제어의 블록도이다.
도 2는 본 발명 소형차의 차로 유지 보조 제어방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제어 블록도이다.

이하, 본 발명 소형차의 차로 유지 보조 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소형차의 차로 유지 보조 제어방법의 순서도이고, 도 3은 제어 블록도이다.

도 2와 도 3을 각각 참조하면, 본 발명은 소형차의 차로 유지 보조(LFA) 기능이 활성화 되었는지 확인하는 단계(S10)와, LFA 기능이 활성화된 상태에서 제어부(10)는 스티어링 휠(20)의 조향 토크의 크기를 기준 토크와 비교하는 단계(S20)와, 상기 S20단계의 비교결과 조향 토크가 기준 토크 미만인 경우, 조향각 제어를 수행하는 단계(S30)와, 상기 S20단계의 비교결과 조향 토크가 기준 토크 이상인 경우 토크 제어를 수행하는 단계(S40)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소형차의 차로 유지 보조 제어방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 소형차의 EPS 기능을 이용하는 것으로, EPS 제어를 위한 제어부(10)에서 수행하는 것으로 한다. 제어부(10)의 제어 대상은 스티어링 휠(20)에 구동력을 제공하는 전동기(30)인 것으로 한다.

본 발명에서 전동기(30)의 제어는 조향각 제어와 토크 제어로 구분되는 것으로 한다.

조향각 제어는 전동기(30)의 회전 방향 및 정도를 제어하는 것으로, 조향각을 검출하는 조향각 검출 센서에서 검출된 조향각도를 이용하여 제어 종료 시점을 검출할 수 있다.

먼저, S10단계에서 상기 제어부(10)는 LFA 기능이 활성화되었는지 확인한다.

LFA 기능의 활성화는 버튼의 선택에 의해 활성화될 수 있으며, LFA 기능의 활성화 상태에서 ADAS(Advanced Driver Assistance System, 40)가 개입하여 LFA 기능이 활성화된다.

LFA 기능 활성화를 위하여 ADAS(40)는 카메라 등의 차선 검출수단에서 검출된 차선 정보를 이용하여, 차량이 차선을 유지할 수 있도록 EPS 제어부(10)에 적절한 조향 정보를 제공하는 것으로 할 수 있다.

그 다음, S20단계에서는 제어부(10)가 스티어링 휠(20)을 조작하는 토크를 검출하고, 기준 토크와 비교한다.

통상 LFA 기능이 활성화된 상태에서 운전자는 스티어링 휠(20)에서 손을 뗀 상태로 주행하는 것이 보통이며, 운전자의 스티어링 휠(20)의 조작 개입이 없는 상태에서는 스티어링 휠(20)의 조작 토크는 운전자의 조작이 있는 상태에 비하여 스티어링 휠(20)의 조향 토크가 더 낮게 된다.

운전자의 조작 개입이 없는 상태에서 스티어링 휠(20)이 조향되는 경우는 휠얼라인먼트의 부정확, 차량이 주행하는 노면의 이상 또는 경사 등에 의해 이루어질 수 있다.

이와 같이 제어부(10)는 운전자의 스티어링 휠(20) 조작 개입이 있는 상태인지 아니면 없는 상태인지 확인하게 된다.

운전자의 스티어링 휠(20) 조작 개입이 없는 경우로 판단된 경우, 제어부(10)는 S30단계와 같이 ADAS(40)에서 제공되는 요청 토크에 적합한 조향각 제어를 수행하여 전동기(30)를 제어한다.

즉, ADAS(40)에서 차선을 유지하기 위하여 특정 방향으로 특정 토크로 조향을 요청하는 요청 토크가 입력되면, 제어부(10)는 해당 방향 및 스티어링 휠의 조향각도를 연산하여 전동기(30)를 제어하여, 조향각 제어를 수행한다.

이때의 조향각 제어는 차속 및 LFA 토크 변경량에 따른 조향각 변화량 프로파일로 부터 확인하여 수행될 수 있다.

즉, 차속이 상대적으로 빠른 경우에는 동일한 조향각 제어를 수행하더라도 차량 자체의 좌측 또는 우측으로의 변위가 상대적으로 느린 경우에 비하여 더 큰 값이 될 수 있으며, 이를 고려하여 차속 및 LFA 토크 변경량에 따른 조향각 변화량 프로파일을 만들어 제어할 수 있다.

이처럼 본 발명은 LFA 기능의 실행 상태에서 운전자가 스티어링 휠(20)에서 손을 뗀 상태에서, ADAS(40)의 요청 토크에 의한 조향각 제어를 수행하기 때문에 EPS 하드웨어의 개입을 최소화할 수 있으며, 따라서 직진 또는 회전 상태에서의 LFA 성능에 대한 소비자의 불만 발생을 최소화할 수 있다.

이와 같은 제어 후에는 다시 S20단계를 수행한다.

S20단계의 판단 결과 스티어링 휠(20)의 조향 토크가 기준 토크 이상인 경우, 제어부(10)는 운전자의 스티어링 휠(20) 조작 개입이 있는 것으로 판단한다.

이 경우, 제어부(10)는 스티어링 휠(20)의 조작 토크와 ADAS(40)의 요청 토크 제어량을 가산하여 전동기(30)의 토크 제어를 수행한다.

이때에는 운전자가 스티어링 휠(20)을 조작하는 상태이기 때문에 운전자는 LFA 기능의 개입을 체감하기 어려우며, 따라서 LFA 기능의 성능에 대한 불만이 발생하지 않게 된다.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

Claims (5)

1. a) 차로 유지 보조 기능의 실행 중 운전자가 스티어링 휠의 조작에 개입하는지 확인하는 단계;
   b) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 없으면, ADAS의 요청 토크에 해당하는 조향각 제어를 수행하는 단계; 및
   c) 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 있으면, ADAS의 요청 토크와 스티어링 휠 토크를 가산하여 전동기의 토크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 소형차의 차로 유지 보조 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 a) 단계는,
   스티어링 휠 토크와 기준 토크를 비교하여,
   스티어링 휠 토크가 기준 토크 미만이면 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 없는 것으로 판단하는 소형차의 차로 유지 보조 제어방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 a) 단계는,
   스티어링 휠 토크와 기준 토크를 비교하여 스티어링 휠 토크가 기준 토크 이상이면 운전자의 스티어링 휠 조작 개입이 있는 것으로 판단하는 소형차의 차로 유지 보조 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 b) 단계의 조향각 제어는,
   차속에 따른 조향각 변화량 프로파일을 이용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 소형차의 차로 유지 보조 제어방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 b) 단계의 조향각 제어는,
   LFA 토크 변화량에 따른 조향각 변화량 프로파일을 이용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 소형차의 차로 유지 보조 제어방법.
   
   

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