KR20180053885A - 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치는 후륜조향장치(RWS)가 구동 불능인지의 여부를 감지하여 능동전륜조향장치(AFS)를 후륜조향장치(RWS)의 페일 조타모드로 변경하는 고장 감지부; 조향휠의 조향각 및 조향각속도를 기초로 직진상태인지 선회상태인지를 판단하는 조향상태 판단부; 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하여 차량이 좌우로 벗어나지 않도록 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 직진모드 수행부; 및 조향각에 따라 능동전륜조향장치(AFS)를 제어하되 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비가 동상방향턴인 경우 역상방향턴인 경우보다 크게 되도록 제어하는 선회모드 수행부;를 포함한다.

Description

사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법{Apparatus and method for controlling front steering in four wheel steering system}
본 발명은 사륜조향 시스템에 관한 것으로, 특히, 후륜조향장치의 구동 불능시 전륜조향장치를 이용하여 조타를 가능하게 하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 운전자가 조향휠을 조작함에 따라 차량의 전륜에 발생되는 선회력에 대응하여 차량의 후륜에서도 선회력이 발생하게 하여 차로변경, 주차, 고속 선회 시 등에서 차량의 미끄러짐을 방지하게 하는 사륜 조향 시스템을 구비한 차량이 등장하고 있다.
이를 위해 사륜조향 시스템은 능동전륜조향장치(AFS; Active Front Steering) 및 후륜조향장치(RWS, Rear Wheel Steering)를 모두 구비한다.
이와 같은 사륜조향 시스템을 구비한 차량에서, 후륜조향장치가 이물질의 끼임 등에 의한 기구적인 고장에 따라 작동이 불가능하게 되면, 후륜이 정상 상태로 복귀하지 않고 틀어진 상태를 유지하기 때문에, 차량의 직진 또는 선회 등의 제어에 어려움이 발생한다.
KR 10-2014-0148186 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 후륜조향장치의 기구적 고장에 의해 후륜이 틀어진 상태에서도 능동전륜조향장치를 이용하여 차량의 직진 및 선회를 제어할 수 있는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 후륜조향장치(RWS)가 구동 불능인지의 여부를 감지하여 능동전륜조향장치(AFS)를 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일 조타모드로 변경하는 고장 감지부; 조향휠의 조향각 및 조향각속도를 기초로 직진상태인지 선회상태인지를 판단하는 조향상태 판단부; 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하여 차량이 좌우로 벗어나지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 직진모드 수행부; 및 상기 조향각에 따라 상기 능동전륜조향장치(AFS)를 제어하되 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비가 동상방향턴인 경우 역상방향턴인 경우보다 크게 되도록 제어하는 선회모드 수행부;를 포함하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 고장 감지부는 상기 후륜조향장치(RWS)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고장 감지부는 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일에 따라 후륜의 위치를 저장하여 상기 직진모드 수행부 및 상기 선회모드 수행부로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 직진모드 수행부는 상기 전륜의 각이 상기 후륜의 각을 초과하지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 선회모드 수행부는 상기 조향각, 상기 동상방향턴 또는 상기 역상방항턴의 여부, 및 상기 조향각과 상기 후륜의 각의 차이를 기초로 기어비맵을 이용하여 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조향상태 판단부는 상기 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 상기 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 직진모드 수행부는 상기 동상에 대한 반복주기가 상기 역상에 대한 반복주기보다 크게 되도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 후륜조향장치(RWS)가 구동 불능인지의 여부를 감지하는 단계; 능동전륜조향장치(AFS)를 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일 조타모드로 변경하는 단계; 조향휠의 조향각 및 조향각속도를 기초로 직진상태인지 선회상태인지를 판단하는 단계; 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하여 차량이 좌우로 벗어나지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 직진모드 수행단계; 및 상기 조향각에 따라 상기 능동전륜조향장치(AFS)를 제어하되 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비가 동상방향턴인 경우 역상방향턴 경우보다 크게 되도록 제어하는 선회모드 수행단계;를 포함하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 감지하는 단계는 상기 후륜조향장치(RWS)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 감지하는 단계는 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일에 따라 후륜의 위치를 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 직진모드 수행단계는 상기 전륜의 각이 상기 후륜의 각을 초과하지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 선회모드 수행단계는 상기 조향각, 상기 동상방향턴 또는 상기 역상방항턴의 여부, 및 상기 조향각과 상기 후륜의 각의 차이를 기초로 기어비맵을 이용하여 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단하는 단계는 상기 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 상기 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 직진모드 수행단계는 상기 동상에 대한 반복주기가 상기 역상에 대한 반복주기보다 크게 되도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치 및 그 방법은 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복 수행하거나 기어비를 조정하도록 능동전륜조향장치를 제어함으로써, 기구적 고장에 의해 후륜이 틀어진 상태에서도 운전자의 의지에 따라 차량의 직진 또는 선회를 제어할 수 있으므로, 조타가 용이한 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1에서 능동전륜조향장치의 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법의 순서도이다.
도 5는 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 역상 제어 상태를 나타낸 개략적 구성도이다.
도 6은 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 동상 제어 상태를 나타낸 개략적 구성도이다.
도 7은 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 동상 및 역상에 대한 주기를 나타낸 타이밍도이다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 개략적 구성도이고, 도 2는 도 1에서 능동전륜조향장치의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사륜조향 시스템(1)은 능동전륜조향장치(10), 후륜조향장치(20) 및 전자제어유닛(30)을 포함한다.
능동전륜조향장치(10)는 차량의 전륜에 각각 연결되며 조향휠(11)의 조작에 따라 차량의 전륜을 구동할 수 있다. 이러한 능동전륜조향장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 조향휠(11), 조향컬럼(12), 유성기어부(13), 조향기어부(18), 및 랙 구동부(19)를 포함한다.
조향휠(11)은 유성기어부(13)의 입력축(14)에 연결되어 운전자의 조타 조작을 유성기어부(13)로 전달하고, 조향컬럼(12)은 입력축(14)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
유성기어부(13)는 그 내부의 유성 기어를 구동하기 위한 구동모터(15), 조향휠(11)에 의한 유성기어부(13)의 출력을 조향기어부(18)로 전달하는 출력축(16), 조향컬럼(12) 하단에 설치된 조향각 센서(17)를 포함한다.
조향기어부(18)는 유성기어부(13)의 출력축(16)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 양측에 연결된 차량의 전륜을 구동하며, 랙-피니언 쌍으로 이루어질 수 있다.
랙 구동부(19)는 조향기어부(18)의 랙바(18')에 연결되어 조향 보조동력을 공급하며, 모터 및 액추에이터를 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 후륜조향장치(20)는 차량의 후륜에 각각 연결되며, 능동전륜조향장치(10)와 독립적으로 조향 기능을 제공하고, 조향휠(11)의 조작에 따라 차량의 후륜을 구동할 수 있다.
전자제어유닛(ECU; Electronic Control Unit)(30)은 운전자에 의해 조작되는 조향휠에 따른 진행 방향 및 차량의 주행 속도에 따른 상이한 조타력을 제공하도록 능동전륜조향장치(10) 및 후륜조향장치(20)의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 전자제어유닛(30)은 후술하는 바와 같은 전륜 제어장치(100)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치의 블록도이다.
전륜 제어장치(100)는 도 1 및 도 2의 전자제어유닛(30)에 의해 구현되고, 고장 감지부(110), 조향상태 판단부(120), 직진모드 수행부(130) 및 선회모드 수행부(140)를 포함한다.
고장 감지부(110)는 후륜조향장치(20)가 기구적인 고장에 의해 구동 불능인지의 여부를 감지할 수 있다. 이때, 고장 감지부(110)는 후륜조향장치(20)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지할 수 있다.
즉, 고장 감지부(110)는 이물질의 끼임 등에 의해 후륜조향장치(20)가 기구적 고장을 발생하여 후륜이 정렬되지 않고 틀어진 상태로 작동이 불가능한 경우, 후륜조향장치(20)의 랙의 위치가 고정되므로 이를 통하여 후륜조향장치(20)의 기구적 고장 여부를 감지할 수 있다.
이러한 고장 감지부(110)는 후륜조향장치(20)의 기구적 고장을 감지하면 능동전륜조향장치(10)를 후륜조향장치의 페일 조타모드로 변경할 수 있다. 여기서, 후륜조향장치(20)의 고장에 의해 후륜의 위치가 정렬 상태인 중점을 벗어난 경우, 즉, 후륜이 틀어진 경우 직진에 어려움이 있으므로 능동전륜조향장치(10)를 정상모드에서 후륜조향장치의 페일 조타모드로 변경할 수 있다.
이때, 고장 감지부(110)는 후륜조향장치(20)의 페일에 따라 후륜이 틀어진 상태를 유지하고 있으므로, 후륜의 위치, 즉, 후륜의 현재 각을 저장할 수 있다. 아울러, 고장 감지부(110)는 후륜의 위치를 능동전륜조향장치(10)의 제어시 이용하도록 직진모드 수행부(130) 및 선회모드 수행부(140)로 제공할 수 있다.
조향상태 판단부(120)는 운전자의 조작에 의한 조향휠(11)의 조향각 및 조향각속도를 기초로 차량이 직진상태인지 선회상태인지를 판단할 수 있다.
이때, 조향상태 판단부(120)는 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단할 수 있다. 이와 같이, 조향상태 판단부(120)는 조향휠(11)의 조작량이 큰지 또는 작은지에 따라 운전자의 의지를 판단할 수 있다.
일례로, 조향상태 판단부(120)는 조향각이 ±10°보다 작은 동시에, 조향각속도가 10deg/s 미만인 경우 차량이 직진상태인 것으로 판단하고, 조향각이 ±10°보다 크거나, 조향각속도가 10deg/s보다 큰 경우 차량이 선회상태인 것으로 판단할 수 있다.
직진모드 수행부(130)는 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하도록 전륜 제어장치(100)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다. 즉, 직진모드 수행부(130)는 후륜이 틀어진 상태이므로, 전륜을 좌우로 반복하여 지그재그 형태로 구동하여 차량이 좌우로 벗어나지 않고 직진하도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다.
이때, 직진모드 수행부(130)는 전륜의 각이 후륜의 각을 초과하지 않도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다. 여기서, 전륜이 후륜의 비틀어진 정도보다 더 크게 회전하는 경우 회전방향에 따른 움직임이 과도하여 동상 및 역상의 반복을 더 빈번하게 수행해야 되며, 차량의 좌우 치우침이 발생할 가능성이 더 높기 때문에 직진 제어가 더 곤란하므로 후륜을 기준으로 전륜의 각을 작게 하여 반복적으로 전륜을 좌우로 구동함으로써 좌우 치우침 없이 차량의 직진을 용이하게 제어할 수 있다.
이와 동시에, 직진모드 수행부(130)는 상술한 바와 같은 동상 및 역상의 반복 수행시, 역상에 대한 차량의 회전반경이 동상에 대한 차량의 회전반경보다 짧기 때문에, 동상에 대한 반복주기가 역상에 대한 반복주기보다 크게 되도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다. 여기서, 동상에 대한 반복주기 및 역상에 대한 반복주기는 후륜의 위치, 즉, 후륜의 비틀어진 각도 및 차량의 속도에 따라 결정될 수 있다.
다시 말하면, 직진모드 수행부(130)는 중점에서 틀어진 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하도록 제어하되, 전륜각이 후륜각을 초과하지 않도록 하면서 동상 구간을 역상 구간보다 길게 반복함으로써, 운전자의 의지에 따라 직진을 수행할 수 있다.
선회모드 수행부(140)는 운전자에 의해 조작되는 조향휠(11)의 조향각에 따라 능동전륜조향장치(10)를 제어하되, 동상 및 역상 상태에 따라 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 제어할 수 있다. 여기서, 차량은 동상방향턴과 역상방향턴이 회전반경이 다르기 때문에, 차량의 좌우 밸런스를 고려하여 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 조정하여야 한다.
이때, 선회모드 수행부(140)는 능동전륜조향장치(10)의 유성기어부(13)의 기어비가 동상방향턴인 경우 크게 되고, 역상방향턴인 경우 작게 되도록 제어할 수 있다. 즉, 선회모드 수행부(140)는 동상방향턴시 기어비가 역상방향턴시 기어비보다 높게 되도록 제어할 수 있다.
일례로, 선회모드 수행부(140)는 시스템 설계에 따라 사전 시뮬레이션에 의해 산출하여 저장된 기어비맵을 이용하여 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 결정할 수 있다. 여기서, 선회모드 수행부(140)는 조향각, 동상방향턴인지 역상방항턴인지의 여부, 및 조향각과 후륜의 각의 차이를 기초로 상기 기어비맵을 이용하여 능동전륜조향장치(10)의 유성기어부(13)의 기어비를 결정할 수 있다.
다시 말하면, 선회모드 수행부(140)는 틀어진 상태로 고정된 후륜에 대하여 동상방향턴인지 역상방향턴인지를 기초로 조향휠(11)의 조향각에 따른 전륜과 후륜의 각도 차이에 따라 기어비맵을 이용하여 기어비를 결정할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치(100)는 기구적 고장에 의해 후륜이 틀어진 상태에서도 운전자의 의지에 따라 차량의 직진 또는 선회를 제어할 수 있으므로, 조타가 용이한 환경을 제공할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법의 순서도이고, 도 5는 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 역상 제어 상태를 나타낸 개략적 구성도이며, 도 6은 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 동상 제어 상태를 나타낸 개략적 구성도이고, 도 7은 후륜조향장치의 페일 조타모드에서 동상 및 역상에 대한 주기를 나타낸 타이밍도이다.
사륜조향 시스템의 전륜 제어방법(400)은 후륜조향장치(20)의 고장을 감지하는 단계(S410), 후륜조향장치(20) 고장 조타모드를 실행하는 단계(S420), 조향상태를 판단하는 단계(S430), 직진모드를 수행하는 단계(S440), 및 선회모드를 수행하는 상태(S450)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 후륜조향장치(20)가 기구적인 고장에 의해 구동 불능인지여부를 감지할 수 있다(단계 S410). 이때, 후륜조향장치(20)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지할 수 있다.
여기서, 이물질의 끼임 등에 의해 후륜조향장치(20)가 기구적 고장을 발생하여 후륜이 정렬되지 않고 틀어진 상태로 작동이 불가능한 경우, 후륜조향장치(20)의 랙의 위치가 고정되므로 이를 통하여 후륜조향장치(20)의 기구적 고장 여부를 감지할 수 있다.
이와 같이 후륜조향장치(20)의 기구적 고장을 감지하면, 후륜조향장치의 페일 조타모드를 실행할 수 있다(단계 S420). 여기서, 후륜조향장치(20)의 고장에 의해 후륜의 위치가 정렬 상태인 중점을 벗어난 경우, 즉, 후륜이 틀어진 경우 직진에 어려움이 있으므로 능동전륜조향장치(10)를 정상모드에서 후륜조향장치의 페일 조타모드로 변경할 수 있다.
이때, 후륜조향장치(20)의 페일에 따라 후륜이 틀어진 상태를 유지하고 있으므로, 후륜의 위치, 즉, 후륜의 현재 각을 저장할 수 있다. 이와 같이 저장된 후륜의 위치는 직진모드 수행시 또는 선회모드 수행시에 이용될 수 있다.
다음으로, 운전자의 조작에 의한 조향휠(11)의 조향각 및 조향각속도를 기초로 차량이 직진상태인지 선회상태인지를 판단할 수 있다(단계 S430). 이때, 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단할 수 있다. 이와 같이, 조향휠(11)의 조작량이 큰지 또는 작은지에 따라 운전자의 의지를 판단할 수 있다.
일례로, 조향각이 ±10°보다 작은 동시에, 조향각속도가 10deg/s 미만인 경우 차량이 직진상태인 것으로 판단하고, 조향각이 ±10°보다 크거나, 조향각속도가 10deg/s보다 큰 경우 차량이 선회상태인 것으로 판단할 수 있다.
단계 S430의 판단 결과, 운전자의 의지가 직진 주행이라고 판단한 경우, 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하도록 전륜 제어장치(100)의 구동모터(15)를 제어하여 직진모드를 수행할 수 있다(단계 S440).
여기서, 후륜이 틀어진 상태이므로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 전륜(51)을 좌우로 반복하여 지그재그 형태로 구동하여 차량이 좌우로 벗어나지 않고 직진하도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다.
이때, 전륜의 각이 후륜(52)의 각을 초과하지 않도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다. 여기서, 전륜(51)이 후륜(52)의 비틀어진 정도보다 더 크게 회전하는 경우 회전방향에 따른 움직임이 과도하여 동상 및 역상의 반복을 더 빈번하게 수행해야 되며, 차량의 좌우 치우침이 발생할 가능성이 더 높기 때문에 직진 제어가 더 곤란하므로 후륜(52)을 기준으로 전륜(51)의 각을 작게 하여 반복적으로 전륜을 좌우로 구동함으로써 좌우 치우침 없이 차량의 직진을 용이하게 제어할 수 있다.
이와 동시에, 상술한 바와 같은 동상 및 역상의 반복 수행시, 역상에 대한 차량의 회전반경이 동상에 대한 차량의 회전반경보다 짧기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이 동상에 대한 반복주기(T1)가 역상에 대한 반복주기(T2)보다 크게 되도록 능동전륜조향장치(10)의 구동모터(15)를 제어할 수 있다. 여기서, 동상 반복주기(T1) 및 역상 반복주기(T2)는 후륜의 위치, 즉, 후륜의 비틀어진 각도 및 차량의 속도에 따라 결정될 수 있다.
다시 말하면, 직진모드 수행시, 중점에서 틀어진 후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하도록 제어하되, 전륜각이 후륜각을 초과하지 않도록 하면서 동상 구간을 역상 구간보다 길게 반복함으로써, 운전자의 의지에 따라 직진을 수행할 수 있다.
단계 S430의 판단 결과, 운전자의 의지가 선회 주행이라고 판단한 경우, 운전자에 의해 조작되는 조향휠(11)의 조향각에 따라 능동전륜조향장치(10)를 제어하되, 동상 및 역상 상태에 따라 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 제어하여 선회모드를 수행할 수 있다(단계 S450). 여기서, 차량은 동상방향턴과 역상방향턴이 회전반경이 다르기 때문에, 차량의 좌우 밸런스를 고려하여 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 조정하여야 한다.
이때, 능동전륜조향장치(10)의 유성기어부(13)의 기어비가 동상방향턴인 경우 크게 되고, 역상방향턴인 경우 작게 되도록 제어할 수 있다. 즉, 동상방향턴시 기어비가 역상방향턴시 기어비보다 높게 되도록 제어할 수 있다.
일례로, 시스템 설계에 따라 사전 시뮬레이션에 의해 산출하여 저장된 기어비맵을 이용하여 능동전륜조향장치(10)의 기어비를 결정할 수 있다. 여기서, 조향각, 동상방향턴인지 역상방항턴인지의 여부, 및 조향각과 후륜의 각의 차이를 기초로 상기 기어비맵을 이용하여 능동전륜조향장치(10)의 유성기어부(13)의 기어비를 결정할 수 있다.
다시 말하면, 선회모드 수행시, 틀어진 상태로 고정된 후륜에 대하여 동상방향턴인지 역상방향턴인지를 기초로 조향휠(11)의 조향각에 따른 전륜과 후륜의 각도 차이에 따라 기어비맵을 이용하여 기어비를 결정할 수 있다.
다음으로, 차량의 운행이 종료되는지를 판단하여(단계 S460), 차량의 운행이 종료된다고 판단한 경우, 전륜 제어방법(400)을 종료하고, 차량의 운행이 종료되지 않는다고 판단한 경우, 단계 S430으로 복귀하여 단계 S430 내지 단계 S450의 후륜조향장치의 페일 조타모드를 반복적으로 수행할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법(400)은 기구적 고장에 의해 후륜이 틀어진 상태에서도 운전자의 의지에 따라 차량의 직진 또는 선회를 제어할 수 있으므로, 조타가 용이한 환경을 제공할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 2에 도시된 바와 같은 전자제어유닛(30) 및 도 3에 도시된 바와 같은 전륜 제어장치(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.
이 때, 컴퓨터 판독 가능한 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 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 사륜조향 시스템 10 : 능동전륜조향장치
11 : 조향휠 12 : 조향컬럼
13 : 유성기어부 14 : 입력축
15 : 구동모터 16 : 출력축
17 : 조향각 센서 18 : 조향기어부
18' : 랙바 19 : 랙 구동부
20 : 후륜조향장치 30 : 전자제어유닛
100 : 전륜 제어장치 110 : 고장 감지부
120 : 조향상태 판단부 130 : 직진모드 수행부
140 : 선회모드 수행부

Claims (14)

  1. 후륜조향장치(RWS)가 구동 불능인지의 여부를 감지하여 능동전륜조향장치(AFS)를 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일 조타모드로 변경하는 고장 감지부;
    조향휠의 조향각 및 조향각속도를 기초로 직진상태인지 선회상태인지를 판단하는 조향상태 판단부;
    후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하여 차량이 좌우로 벗어나지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 직진모드 수행부; 및
    상기 조향각에 따라 상기 능동전륜조향장치(AFS)를 제어하되 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비가 동상방향턴인 경우 역상방향턴인 경우보다 크게 되도록 제어하는 선회모드 수행부;
    를 포함하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고장 감지부는 상기 후륜조향장치(RWS)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고장 감지부는 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일에 따라 후륜의 위치를 저장하여 상기 직진모드 수행부 및 상기 선회모드 수행부로 제공하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 직진모드 수행부는 상기 전륜의 각이 상기 후륜의 각을 초과하지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 선회모드 수행부는 상기 조향각, 상기 동상방향턴 또는 상기 역상방항턴의 여부, 및 상기 조향각과 상기 후륜의 각의 차이를 기초로 기어비맵을 이용하여 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비를 결정하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조향상태 판단부는 상기 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 상기 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 직진모드 수행부는 상기 동상에 대한 반복주기가 상기 역상에 대한 반복주기보다 크게 되도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어장치.
  8. 후륜조향장치(RWS)가 구동 불능인지의 여부를 감지하는 단계;
    능동전륜조향장치(AFS)를 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일 조타모드로 변경하는 단계;
    조향휠의 조향각 및 조향각속도를 기초로 직진상태인지 선회상태인지를 판단하는 단계;
    후륜에 대하여 전륜이 동상 및 역상을 반복하여 차량이 좌우로 벗어나지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 직진모드 수행단계; 및
    상기 조향각에 따라 상기 능동전륜조향장치(AFS)를 제어하되 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비가 동상방향턴인 경우 역상방향턴 경우보다 크게 되도록 제어하는 선회모드 수행단계;
    를 포함하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는 상기 후륜조향장치(RWS)의 랙의 변위에 따라 고장여부를 감지하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는 상기 후륜조향장치(RWS)의 페일에 따라 후륜의 위치를 저장하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 직진모드 수행단계는 상기 전륜의 각이 상기 후륜의 각을 초과하지 않도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 선회모드 수행단계는 상기 조향각, 상기 동상방향턴 또는 상기 역상방항턴의 여부, 및 상기 조향각과 상기 후륜의 각의 차이를 기초로 기어비맵을 이용하여 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 기어비를 결정하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 조향각의 변위가 일정각도 이내이면서, 상기 조향각속도의 크기가 일정크기보다 작은 경우 직진상태로 판단하고 그 외는 선회상태로 판단하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 직진모드 수행단계는 상기 동상에 대한 반복주기가 상기 역상에 대한 반복주기보다 크게 되도록 상기 능동전륜조향장치(AFS)의 구동모터를 제어하는 사륜조향 시스템의 전륜 제어방법.
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