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KR20200108655A - 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20200108655A
KR20200108655A KR1020190027592A KR20190027592A KR20200108655A KR 20200108655 A KR20200108655 A KR 20200108655A KR 1020190027592 A KR1020190027592 A KR 1020190027592A KR 20190027592 A KR20190027592 A KR 20190027592A KR 20200108655 A KR20200108655 A KR 20200108655A
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KR
South Korea
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overlay mode
torque
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허현
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주식회사 만도
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Abstract

전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치는 목표 앵글에 따른 제1오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 제1오버레이 컨트롤러; 및 목표 토크에 따른 제2오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 제2오버레이 컨트롤러;를 포함한다. 여기서, 어느 하나의 오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 다른 하나의 오버레이 모드가 개시되는 경우, 해제 중인 오버레이 모드의 컨트롤러는 출력 해제 속도를 증가시킨다.

Description

전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법{Device for controlling overlay in electronic power steering system and method thereof}
본 발명은 전동 파워스티어링 시스템에 관한 것으로, 특히, 앵글 오버레이와 토크 오버레이 사이의 부드러운 전환을 수행할 수 있는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 운전자에게 편의 및 안전을 제공하기 위한 보조 시스템은 다양한 기능을 제공하고 있다. 이러한 보조 시스템은 ADAS(Advanced Driver Assistance System)로 명명된다. 특히, ADAS는 전동 파워스티어링(Electric Power Steering; EPS) 시스템과 연동함으로써 운전중인 사용자에게 편의기능을 제공한다.
이와 같이 전동 파워스티어링 시스템과 연동하는 ADAS 기능 중 차선유지(Lane Keeping Assist, LKA) 기능은 차선 이탈 방지가 목적이며 운전자가 조향휠을 파지한 상태에서 동작한다. 이는 자율 주행 기능에 대비하여 정밀한 추종성을 요구하지 않으며 운전자 조타 모드에서 동작하므로 운전자에게 이질감 측면에서는 상대적으로 유리한 토크 오버레이 방식을 사용한다.
또한, 자율 주행(Autonomous driving) 기능은 차선유지 기능에 대비하여 정밀한 추종성을 필요로 하므로 앵글 오버레이(Angle overlay) 방식을 사용한다.
최근에는 자율 주행 등 차량에 적용되는 부가기능이 확대됨에 따라 앵글 오버레이(Angle Overlay)와 토크 오버레이(Torque Overlay)를 동시에 적용하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 그러나 앵글 오버레이와 토크 오버레이는 제어 방식이 상이하므로 모드 전환시 이질감이나 제어 추종 성능의 부족으로 주행시 문제가 발생할 수 있다.
KR 10-1668876 B1
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 앵글 오버레이와 토크 오버레이 사이의 전환시 응답성능의 저하를 방지할 수 있는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 목표 앵글에 따른 제1오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 제1오버레이 컨트롤러; 및 목표 토크에 따른 제2오버레이 모드로 상기 모터의 출력 토크를 제어하는 제2오버레이 컨트롤러;를 포함하고, 어느 하나의 오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 다른 하나의 오버레이 모드가 개시되는 경우, 상기 해제 중인 오버레이 모드의 컨트롤러는 출력 해제 속도를 증가시키는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 어느 하나의 오버레이 모드의 해제 시점과 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점의 차이에 따라 상이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치는 주행 설정에 따라 상기 제1오버레이 컨트롤러 및 상기 제2오버레이 컨트롤러로 상기 목표 앵글 또는 상기 목표 토크를 전달하는 ADAS(Advanced Driver Assistance system) 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 ADAS 컨트롤러는 상기 제1오버레이 모드 및 상기 제2오버레이 모드의 개시, 해제 및 종료를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치는 상기 제1오버레이 컨트롤러 및 제2오버레이 컨트롤러의 출력 토크를 합산하는 합산기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 목표 앵글 및 목표 토크 중 어느 하나의 목표값에 따른 제1오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 단계; 상기 제1오버레이 모드의 종료 이전에 다른 하나의 목표값에 따른 제2오버레이 모드로 상기 모터의 출력 토크를 제어하는 동작 요청이 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 제1오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 상기 동작 요청이 있는 경우, 상기 제1오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시키는 단계를 포함하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일하게 되도록 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이하게 되도록 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제1오버레이 모드의 해제 시점과 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점의 차이에 따라 상이하게 되도록 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치 및 그 방법은 오버레이 모드의 전환시 종료하는 오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시킴으로써, 오버레이 모드 사이의 전환을 부드럽게 수행할 수 있으므로 오버레이 모드 전환시 발생할 수 있는 응답성 저하를 방지하여 모드 전환시의 안정적인 성능을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 개략적 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치에서 오버레이 모드 전환시의 출력 토크에 대한 타이밍도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치에서 앵글 오버레이 모드의 해제시 출력 토크의 타이밍도, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 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.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템(10)은 조향휠(11), 조향축(12), 센서(13), EPS 모터(14), 전자제어유닛(15), 랙-피니언 기어(16) 및 바퀴(17)를 포함한다.
조향휠(11)은 조향축(12)을 통하여 EPS 모터(14)에 연결될 수 있다. 센서(13)는 조향축(12)에 설치되어 조향휠(11)의 회전각 및 조향휠(11)의 회전에 따른 토크를 각각 감지할 수 있다. 여기서, 센서(13)는 토크 센서 및 앵글 센서의 조합이거나 단일의 토크앵글 센서일 수 있다.
전자제어유닛(14)은 ECU(electronic control unit)로서, 설정된 ADAS 기능에 의한 목표값에 따라 EPS 모터(14)를 구동하도록 제어할 수 있다. 이때, 전자제어유닛(15)은 센서(13)로부터 조향휠(11)의 회전 상태를 감지하면서 목표값을 추정할 수 있다.
일례로, 전자제어유닛(14)은 토크 오버레이 모드 또는 앵글 오버레이 모드를 수행하도록 EPS 모터(14)를 제어할 수 있다. 이때, 전자제어유닛(15)은 후술하는 바와 같이 오버레이 모드의 전환시 부드럽게 전환되도록 제어할 수 있다. 즉, 전자제어유닛(15)은 도 2의 오버레이 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.
EPS 모터(14)는 유니버설 조인트를 통하여 랙-피니언 기어(16)를 구동한다. 이때, 랙-피니언 기어(16)의 구동에 따라 랙바를 통해 바퀴(17)의 조타가 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치의 블록도이다.
오버레이 제어 장치(100)는 운전을 보조하기 위한 기능을 수행하기 위해 토크 오버레이 또는 앵글 오버레이를 수행하도록 EPS 모터(14)를 제어할 수 있다. 이러한 오버레이 제어 장치(100)는 전자제어유닛(15)에 의해 구현될 수 있으며, ADAS 컨트롤러(110), 제1오버레이 컨트롤러(120), 제2오버레이 컨트롤러(130) 및 합산기(140)를 포함할 수 있다.
ADAS 컨트롤러(110)는 운전 보조 기능을 수행하도록 전동 파워스티어링 시스템(10)을 제어할 있다. 이때, ADAS 컨트롤러(110)는 운전 보조 기능에 의해 수행되는 주행 설정에 따라 제1오버레이 컨트롤러(120) 및 제2오버레이 컨트롤러(130)로 목표값을 전달한다.
여기서, ADAS 컨트롤러(110)는 목표 앵글(θ)을 제1오버레이 컨트롤러(120)로 전달하고, 목표 토크(T)를 제2오버레이 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.
ADAS 컨트롤러(110)는 제1오버레이 모드 및 제2오버레이 모드의 개시, 해제 및 종료를 제어할 수 있다. 즉, ADAS 컨트롤러(110)는 제1오버레이 컨트롤러(120) 및 제2오버레이 컨트롤러(130)가 해당 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
제1오버레이 컨트롤러(120)는 목표 앵글(θ)에 따른 제1오버레이 모드로 EPS 모터(14)의 출력 토를 제어한다. 여기서, 제1오버레이 모드는 앵글 오버레이 모드일 수 있다. 일례로, 제1오버레이 컨트롤러(120)는 자율 주행시 앵글 오버레이 모드로 EPS 모터(14)를 제어할 수 있다.
제2오버레이 컨트롤러(130)는 목표 토크(T)에 따른 제2오버레이 모드로 EPS 모터(14)의 출력 토크를 제어한다. 여기서, 제2오버레이 모드는 토크 오버레이 모드일 수 있다. 일례로, 제2오버레이 컨트롤러(130)는 차선유지 모드에서 토크 오버레이 모드로 EPS 모터(14)를 제어할 수 있다.
이때, 어느 하나의 오버레이 모드에서 다른 하나의 오버레이 모드로 전환되는 경우, 제1오버레이 모드와 제2오버레이 모드가 동시에 동작할 수 있다. 예를 들면, 제1오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 제2오버레이 모드가 개시되는 경에 제1오버레이 모드 및 제2오버레이 모드가 동시에 동작할 수 있다.
일례로, 자율 주행시 오버레이 제어 장치(100)는 앵글 오버레이 모드로 동작한다. 즉, 제1오버레이 컨트롤러(120)가 EPS 모터(14)를 구동할 수 있다. 여기서, 운전자는 조향휠(11)을 제어하지 않는다.
이때, 자율 주행 중 차선유지 모드로 전환되는 경우가 발생할 수 있다. 일례로, 앵글 오버레이 모드와 관련된 CAN 신호의 고장이 발생한 경우, 앵글 오버레이가 갑자기 해제되어 주행 중 차량이 차선을 이탈할 수 있다. 이는 사고를 유발할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 차선유지 모드로 자동 전환될 수 있다.
즉, 앵글 오버레이 모드로 동작하는 중에 토크 오버레이 모드로 전환하는 경우, 앵글 오버레이 모드와 토크 오버레이 모드가 동시에 동작할 수 있다.
여기서, 해제 중인 오버레이 모드의 컨트롤러는 출력 해제 속도를 증가시킨다. 예를 들면, 해제명령을 받은 제1오버레이 컨트롤러(120)는 제2오버레이 모드가 개시되면 제1오버레이 모드가 빠르게 종료되도록 출력 해제 속도를 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치에서 오버레이 모드 전환시의 출력 토크에 대한 타이밍도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치에서 앵글 오버레이 모드의 해제시 출력 토크의 타이밍도이다.
여기서, 앵글 오버레이로 모드부터 토크 오버레이 모드로 전환되는 경우를 예로서 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 토크 오버레이 모드로부터 앵글 오버레이 모드로 전환되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 앵글 오버레이 모드의 수행 중 모드 해제명령이 발생하면, 동작의 이질감을 해소하기 위해 해제명령이 발생한 시점(S1)으로부터 해당 오버레이 모드의 종료 시점(T4)까지 램프다운된다(ramp-down). 즉, 일정한 속도로 출력 토크가 0(Nm)까지 감소한다.
또한, 토크 오버레이 모드의 개시 명령이 발생하면, 동작의 이질감을 해소하기 위해 개시 명령이 발생한 시점(S2)으로부터 목표값 달성 시점(T5)까지 램프업된다(ramp-up). 즉, 일정한 속도로 출력 토크가 목표 토크값까지(2Nm) 증가한다.
한편, 앵글 오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 토크 오버레이 모드가 개시되는 경우, T2~T4 구간에서 앵글 오버레이 출력 토크와 토크 오버레이 출력 토크가 함께 발생한다. 여기서, 모터 출력 토크는 앵글 오버레이 출력 토크와 토크 오버레이 출력 토크의 합으로 나타난다.
이때, 앵글 오버레이의 램프다운과 토크 오버레이의 램프업은 동일한 속도로 이루어진다. 즉, 앵글 오버레이 출력 토크의 기울기와 토크 오버레이 출력 토크의 기울기가 동일하다. 따라서 오버레이 모드 중복 구간(T2~T3)에서, 앵글 오버레이 출력 토크와 토크 오버레이 출력 토크의 합이 일정하게 된다. 이러한 구간은 출력 토크 추종에 지연으로 작용하여 오버레이 동작에 성능 저하가 발생하다.
이를 해결하기 위해, 본 발명은 지연 구간이 발생하지 않고 바로 전환되는 오버레이 모드의 목표 토크값을 추종하도록 해제되는 오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시킨다.
즉, 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)에서, 앵글 오버레이 모드의 해제 중인 제1오버레이 컨트롤러(120)는 출력 해제 속도를 증가시킨다. 여기서, 도 3의 하단 그래프에 도시된 바와 같이, 앵글 오버레이 출력 토크의 기울기(점선)가 증가하여 앵글 오버레이 모드의 해제는 T3 시점으로 더 빨리 이루어진다.
이때, 오버레이 모드 중복 구간(T2~T3)에서, 모터 출력 토크는 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S3)으로부터 목표값을 추종한다. 여기서, 오버레이 모드 중복 구간(T2~T3)에서, 앵글 오버레이 출력 토크의 해제 속도가 증가하므로 앵글 오버레이 출력 토크와 토크 오버레이 출력 토크의 합은 증가한다.
또한, 앵글 오버레이 모드가 완전히 종료된 시점(T3)에 이후에는 토크 오버레이 모드만 수행된다. 즉, 도 3의 모터 출력 토크는 중간 그래프와 같은 기울기로 목표 값을 추종한다.
이에 의해, 오버레이 모드 전환시 발생하는 지연 구간이 제거되기 때문에 오버레이 모드 전환시 응답성 저하를 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 앵글 오버레이 모드의 출력 토크는 토크 오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이하게 램프다운될 수 있다.
일례로, 앵글 오버레이 모드의 해제(S1)와 동시에 토크 오버레이 모드가 개시(S2)되면, T1 시점에서 앵글 오버레이 모드의 출력 해제 속도가 증가한다. 즉, T1 시점에서 앵글 오버레이 출력 토크의 기울기가 증가한다. 따라서 앵글 오버레이 모드의 해제는 T3' 시점으로 더 빨리 이루어진다.
또한, 앵글 오버레이 모드의 해제명령(S1) 후 종료 이전에 토크 오버레이 모드가 개시되면(S2), T2 시점에서 앵글 오버레이 모드의 출력 해제 속도가 증가한다. 즉, T1과 T4 사이의 임의의 T2 시점에서 앵글 오버레이 출력 토크의 기울기가 증가한다. 따라서 앵글 오버레이 모드의 해제는 T3 시점으로 더 빨리 이루어진다.
또한, 앵글 오버레이 모드의 종료 이후에 토크 오버레이 모드가 개시되면, 기설정된 앵글 오버레이 모드의 출력 해제 속도로 종료된다. 즉, 앵글 오버레이 출력 토크(실선)의 기울기가 변화하지 않는다.
이때, 토크 오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도는 토크 오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일할 수 있다. 즉, 4에 도시된 바와 같이, 앵글 오버레이 출력 토크의 증가한 램프다운 기울기(점선, 이점 쇄선)는 토크 오버레이 모드의 개시 시점과 동일할 수 있다.
대안적으로, 토크 오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도는 토크 오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이할 수 있다. 즉, 앵글 오버레이 출력 토크의 증가한 램프다운 기울기는 토크 오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이할 수 있다.
이때, 토크 오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도는 앵글 오버레이 모드의 해제 시점(S1)과 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)의 차이에 따라 상이할 수 있다. 일례로, 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)이 앵글 오버레이 모드의 해제 시점(S1)에 근접할수록 출력 해제 속도는 더 크게 증가할 수 있다. 여기서, 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)과 앵글 오버레이 모드의 해제 시점(S1)이 동일한 경우 출력 해제 속도는 가장 크게 증가할 수 있다. 즉, 토크 오버레이 출력 토크의 램프다운 기울기는 최대일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 합산기(140)는 제1오버레이 컨트롤러(120) 및 제2오버레이 컨트롤러(130)의 출력 토크를 합산할 수 있다. 여기서, 제1오버레이 모드와 제2오버레이 모드 사이의 전환시 어느 하나의 오버레이 모드의 해제명령 후 종료 직전까지 제1오버레이 컨트롤러(120) 및 제2오버레이 컨트롤러(130) 모두는 출력 토크(T1, T2)를 발생한다. 이때, 합산기(140)는 제1오버레이 컨트롤러(120)의 출력 토크(T1)와 제2오버레이 컨트롤러(130)의 출력 토크(T2)를 합산하여 EPS 모터(14)로 출력한다.
이와 같은 구성에 의해, 오버레이 제어 장치(100)는 오버레이 모드 사이의 전환을 부드럽게 수행할 수 있으므로 오버레이 모드 전환시 발생할 수 있는 응답성 저하를 방지하여 모드 전환시의 안정적인 성능을 보장할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법의 순서도이다.
전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법(200)은 제1오버레이 모드를 수행하는 단계(S210, S220), 제1오버레이 모드를 종료하면서 제2오버레이 모드를 개시하는 단계(S230 내지 S250), 제2오버레이 모드를 수행하는 단계(S260, S270) 및 오버레이를 종료하는 단계(S280)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 오버레이 제어 장치(100)는 제1오버레이 모드로 동작할지를 판단하여(단계 S210), 오버레이 모드로 동작하지 않는 경우, 오버레이 모드를 동작할 때까지 대기한다.
단계 S210의 판단 결과, 제1오버레이 모드로 동작한다고 판단한 경우, 오버레이 제어 장치(100)는 제1오버레이 모드를 수행한다(단계 S220). 여기서, 제1오버레이 모드는 목표 앵글에 따라 EPS 모터(14)의 출력 토크를 제어한다. 일례로, 오버레이 제어 장치(100)는 자율 주행에 따라 앵글 오버레이 모드로 동작을 수행할 수 있다.
다음으로, 오버레이 제어 장치(100)는 제1오버레이 모드를 종료할지를 판단하여(단계 S230), 제1오버레이 모드를 종료하지 않는다고 판단한 경우, 대기하면서 지속적으로 제1오버레이 모드를 수행한다.
단계 S230의 판단 결과, 제1오버레이 모드를 종료한다고 판단한 경우, 오버레이 제어 장치(100)는 제1오버레이 모드의 출력 해제를 명령한다. 즉, 제1오버레이 모드 출력 토크의 램프다운을 개시한다.
이때, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드를 동작할지를 판단한다(단계 S240). 즉, 제1오버레이 모드의 종료 이전에 제2오버레이 모드로 EPS 모터(14)의 출력 토크를 제어하는 동작 요청이 있는지를 판단한다.
단계 S240의 판단 결과, 제2오버레이 모드를 동작한다고 판단한 경우, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드를 개시한다(단계 S250). 여기서, 제2오버레이 모드는 목표 토크에 따라 EPS 모터(14)의 출력 토크를 제어한다. 일례로, 오버레이 제어 장치(100)는 자율 주행중 고장에 의해 차선유지 모드로 전환하는 경우, 토크 오버레이 모드를 개시할 수 있다.
이때, 제1오버레이 모드는 완전히 해제되지 않고, 해제명령에 의해 출력 토크가 램프다운 중인 상태이다. 즉, 제1오버레이 모드가 완전히 종료되기 전에 제2오버레이 모드가 개시되므로 제1오버레이 모드와 제2오버레이 모드가 중복 동작하는 구간이다. 또한, 제2오버레이 모드는 개시 명령이 발생한 시점부터 목표 토크값까지 일정한 속도로 램프업 중인 상태이다.
다음으로, 오버레이 제어 장치(100)는 제1오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시킨다(단계 S260). 즉, 제1오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 제2오버레이 모드가 개시되는 경우, 제1오버레이 모드가 빠르게 종료되도록 제1오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시킨다.
이때, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도를 제2오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일하게 되도록 설정할 수 있다. 일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 앵글 오버레이 출력 토크의 증가한 램프다운 기울기는 제2오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일할 수 있다.
대안적으로, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도를 제2오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이하게 되도록 설정할 수 있다. 즉, 앵글 오버레이 출력 토크의 증가한 램프다운 기울기는 제2오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이할 수 있다.
이때, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드의 개시에 의해 증가한 출력 해제 속도를 제1오버레이 모드의 해제 시점과 제2오버레이 모드의 개시 시점의 차이에 따라 상이하게 되도록 설정할 수 있다. 일례로, 도 3 및 도 4에서, 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)이 앵글 오버레이 모드의 해제 시점(S1)에 근접할수록 출력 해제 속도는 더 크게 증가할 수 있다. 여기서, 토크 오버레이 모드의 개시 시점(S2)과 앵글 오버레이 모드의 해제 시점(S1)이 동일한 경우 출력 해제 속도는 가장 크게 증가할 수 있다. 즉, 토크 오버레이 출력 토크의 램프다운 기울기는 최대일 수 있다.
다음으로, 오버레이 제어 장치(100)는 제2오버레이 모드를 수행한다(단계 S270). 이때, 제1오버레이 모드는 완전히 램프다운되어 종료되어 제2오버레이 모드만이 수행할 수 있다. 여기서, 제2오버레이 모드는 일정시간 동안 목표값까지 램프업되고, 이후 목표 토크로 EPS 모터(14)를 제어할 수 있다.
단계 S240의 판단 결과, 제2오버레이 모드를 동작하지 않는다고 판단한 경우, 제1오버레이 모드를 종료하고 모든 오버레이 동작을 종료한다(단계 S280).
이와 같은 방법에 의해, 오버레이 제어 장치(200)은 오버레이 모드 사이의 전환을 부드럽게 수행할 수 있으므로 오버레이 모드 전환시 발생할 수 있는 응답성 저하를 방지하여 모드 전환시의 안정적인 성능을 보장할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 2에 도시된 바와 같은 오버레이 제어 장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 전동 파워스티어링 시스템 11 : 조향휠
12 : 조향축 13 : 센서
14 : EPS 모터 15 : 전자제어유닛
16 : 피니언 기어 17 : 바퀴
100 : 오버레이 제어 장치 110 : ADAS 컨트롤러
120 : 제1오버레이 컨트롤러 130 : 제2오버레이 컨트롤러
140 : 합산기

Claims (11)

  1. 목표 앵글에 따른 제1오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 제1오버레이 컨트롤러; 및
    목표 토크에 따른 제2오버레이 모드로 상기 모터의 출력 토크를 제어하는 제2오버레이 컨트롤러;를 포함하고,
    어느 하나의 오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 다른 하나의 오버레이 모드가 개시되는 경우, 상기 해제 중인 오버레이 모드의 컨트롤러는 출력 해제 속도를 증가시키는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일한 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이한 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증가한 출력 해제 속도는 상기 어느 하나의 오버레이 모드의 해제 시점과 상기 다른 하나의 오버레이 모드의 개시 시점의 차이에 따라 상이한 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    주행 설정에 따라 상기 제1오버레이 컨트롤러 및 상기 제2오버레이 컨트롤러로 상기 목표 앵글 또는 상기 목표 토크를 전달하는 ADAS(Advanced Driver Assistance system) 컨트롤러;를 더 포함하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 ADAS 컨트롤러는 상기 제1오버레이 모드 및 상기 제2오버레이 모드의 개시, 해제 및 종료를 제어하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1오버레이 컨트롤러 및 제2오버레이 컨트롤러의 출력 토크를 합산하는 합산기를 더 포함하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 장치.
  8. 목표 앵글 및 목표 토크 중 어느 하나의 목표값에 따른 제1오버레이 모드로 모터의 출력 토크를 제어하는 단계;
    상기 제1오버레이 모드의 종료 이전에 다른 하나의 목표값에 따른 제2오버레이 모드로 상기 모터의 출력 토크를 제어하는 동작 요청이 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1오버레이 모드의 해제명령 후 종료 이전에 상기 동작 요청이 있는 경우, 상기 제1오버레이 모드의 출력 해제 속도를 증가시키는 단계를 포함하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점과 무관하게 동일하게 되도록 설정하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점에 따라 상이하게 되도록 설정하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 출력 해제 속도를 증가시키는 단계는 상기 증가한 출력 해제 속도를 상기 제1오버레이 모드의 해제 시점과 상기 제2오버레이 모드의 개시 시점의 차이에 따라 상이하게 되도록 설정하는 전동 파워스티어링 시스템의 오버레이 제어 방법.
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