KR20190012608A

KR20190012608A - 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20190012608A
Application number: KR1020170095858A
Authority: KR
Inventors: 김제석
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-02-11
Also published as: KR102299823B1

Abstract

본 발명은 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 후진주행 지원 장치는, 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속을 측정하는 차속센서; 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서; 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및 전진주행하는 동안 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고. 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량에 따라 곡선함수나 직선함수로 보간하여 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어방법{BACKWARD DRIVING ASSIST APPARATUS OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터에 대해 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선함수와 직선함수 매개변수 형태로 각각 구분하여 보간하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시킨 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 후진주행 시 전진주행과 차량의 이동궤적이 상이해 운전의 어려움을 호소하는 운전자가 많다. 이는 차량의 후진주행 시 백미러와 사이드미러를 이용하더라도 사각지역이 있어 운전자는 빈번하게 후방을 직접 눈으로 확인하며 장애물을 확인하고 다시 조향과 가속이나 감속 패달을 밟아 후진해야 하는 번거로움이 있다.

특히, 좁은 골목길에서 주행하거나 주차 공간이 협소한 주차장 등에서 주행 시 마주 오는 차량과 마주치는 등으로 인해 더 이상 앞으로 주행하기 어려운 경우가 종종 발생한다. 이 경우 왔던 경로를 후진으로 주행하여야 하는데 초보 운전자나 운전 미숙자의 경우 이러한 협소한 공간에서의 후진 주행에 대해 상당한 어려움을 느껴 전진하지도 후진하지도 못하는 경우가 많다.

또한, 주차된 차량이 많은 좁은 공간에서 회전 중 주차된 차량 혹은 벽에 차체 접촉이 발생 시 추가적인 차량 손상을 방지하려면 차량을 선회하던 경로를 따라 동일하게 후진시켜야 하는데 운전 미숙자의 경우 어찌할 바를 몰라 차량에 더 큰 손상을 가하게 되는 경우가 있다.

현재 차량이 후진할 때 보조해 주는 장치로는 PAS(Parking Assist System)와 PGS(Parking Guide System) 및 후방 모니터 등이 있다.

후방 모니터의 경우 이와 같은 상황에서 좌우 측면을 모니터할 수 있는 시야 확보에 한계가 있으며, PAS 및 PGS의 경우 지속적인 경보음을 발생하므로 운전자에게 오히려 불안감을 조성할 수 있다.

또한, 협소한 길에서의 후진 시에는 핸들이 조금씩 좌/우로 틀어지게 되어 차량이 좌측 또는 우측으로 쏠리는 현상이 종종 발생하는데 PAS 및 PGS와 같은 시스템으로는 이러한 상황을 해결하는데 한계가 있다.

또한 후측방 경보 시스템은 주행 중 차선변경 시 일정거리(예를 들면, 7m) 이내에 후방 및 측방에서 차량의 존재 유무를 레이더 센서를 이용하여 경보하여 주는 시스템으로, 골목길이나 협로에서 후진주행 시에 후진주행을 보조하는 장치로 이용하기에는 적당하지 못하며, 또한 레이더 센서와 같은 후측방 센서가 없이는 주변 장애물을 감지하기 어려운 단점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0077823호(2015.07.08. 공개, 차량의 자동 후진 경로 제어 시스템)에 개시되어 있다.

이와 같은 종래기술에 의한 자동 후진경로 제어 시스템에서는 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 일정거리 간격으로 순서대로 저장한 후 후진주행 시 전진 주행 시 저장한 순서의 역순으로 주행궤적 데이터를 획득하여 후진경로를 제어하게 된다.

그러나 전진주행과 후진주행은 차량의 구성상 회전반경이 달라 차속 센서 및 조향각 센서만을 이용하여 전진주행 경로와 동일하게 후진주행 경로를 제어할 경우 오차율이 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성된 주행궤적 데이터에 대해 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선함수와 직선함수 매개변수 형태로 각각 구분하여 보간하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시킨 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치는, 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속을 측정하는 차속센서; 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서; 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및 전진주행하는 동안 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고. 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량에 따라 곡선함수나 직선함수로 보간하여 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 주행궤적 저장부는, 링버퍼로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 주행궤적 데이터의 횡방향 변화량과 설정값을 비교하여 횡방향 변화량이 설정값 이상인 경우 3차 곡선함수로 보간한 후 곡선함수 파라미터와 함께 주행궤적 저장부에 저장하고, 횡방향 변화량이 설정값 미만인 경우 직선함수로 보간한 후 직선함수 파라미터와 함께 주행궤적 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 차속센서의 휠펄스 카운트와 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하는 자차위치 추정부; 전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 자차위치 추정부로부터 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하고, 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량을 산출하여 곡선로와 직선로를 판단하고 주행궤적 데이터를 곡선함수나 직선함수로 보간한 후 곡선함수의 파라미터나 직선함수 파라미터와 함께 주행궤적 저장부에 저장하는 전진궤적 관리부; 후진주행 시 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 산출하는 오차 산출부; 및 오차 산출부에서 산출된 방향각 오차를 보상하여 주행궤적 데이터로부터 목표 조향각을 생성하는 경로 추종부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 전진궤적 관리부는, 주행궤적 저장부가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터로부터 최신 위치 데이터로 갱신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법은, 제어부가 전진주행 여부를 판단하여 전진주행 시, 설정거리 간격으로 자차위치를 추정하는 단계; 제어부가 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하는 단계; 제어부가 주행궤적 저장부에 저장된 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량을 산출하는 단계; 제어부가 횡방향 변화량에 기초하여 곡선로 여부를 판단하는 단계; 제어부가 곡선로 여부를 판단하여 곡선로인 경우 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하고, 직선로인 경우 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간하는 단계; 및 제어부가 주행궤적 데이터를 곡선함수나 직선함수로 보간한 후 곡선함수의 파라미터나 직선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부가 전진주행 여부를 판단하여 후진주행 시, 주행궤적 저장부로부터 주행궤적 데이터를 읽어오는 단계; 제어부가 자차위치를 추정하는 단계; 제어부가 주행궤적 데이터와 자차위치의 방향각 오차를 산출하는 단계; 및 제어부가 주행궤적 데이터로부터 산출된 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하여 MDPS 제어부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 목표 조향각을 생성할 때, 제어부가 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자차위치를 추정하는 단계는, 제어부가 설정된 시간 간격으로 차속센서의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하는 단계; 제어부가 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하는 단계; 및 제어부가 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법은 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 전진주행 시 설정거리마다 생성되는 주행궤적 데이터를 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선함수와 직선함수 매개변수 형태로 각각 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 보간할 때 발생되는 오류를 최소화하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장할 수 있다.

또한, 본 발명은 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치에서 주행궤적 저장부를 나타낸 링버퍼 구조이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 후진주행 지원 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 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 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치에서 주행궤적 저장부를 나타낸 링버퍼 구조이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치는, 차속센서(10), 조향각 센서(20), 요레이트 센서(30), 주행궤적 저장부(60) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.

차속센서(10)는 차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속과 이동거리를 파악할 수 있도록 휠펄스 카운트를 제어부(50)에 제공한다.

조향각 센서(20)는 차량의 조향휠이 회전한 조향각을 측정하여 제어부(50)에 제공한다.

요레이트 센서(30)는 주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하여 제어부(50)에 제공함으로써 차량의 횡방향 변화를 추정할 수 있도록 한다.

주행궤적 저장부(60)는 전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장한다.

여기서 주행궤적 저장부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 링버퍼로 구성되어 순차적으로 저장한 후 링버퍼가 가득차면 다시 처음 위치부터 순차적으로 저장함으로써 가장 오래된 데이터부터 최신 데이터로 갱신되어 저장된다.

제어부(50)는 변속레버 감지부(40)로부터 변속레버의 위치를 판단하여 전진주행인 경우, 전진주행하는 동안 차속센서(10)의 휠펄스 카운트와 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고, 설정거리 간격으로 생성한 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량을 산출하여 곡선로와 직선로를 구분하고 곡선로와 직선로에 따라 주행궤적 데이터를 곡선함수나 직선함수로 보간하여 곡선함수의 파라미터나 직선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다.

이와 같이 주행궤적 데이터를 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선로의 경우에는 곡선함수로 보간하고, 직선로의 경우에는 직선함수로 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 도로 형태와 관계없이 일괄적으로 보간할 때 발생되는 오류를 최소화하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장할 수 있다.

또한, 제어부(50)는 변속레버 감지부(40)로부터 변속레버의 위치를 판단하여 후진주행인 경우, 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어와 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하며, 목표 조향각을 MDPS 제어부(70)로 출력한다.

여기서 제어부(50)는, 자차위치 추정부(52), 전진궤적 관리부(54), 오차 산출부(56) 및 경로 추종부(58)를 포함할 수 있다.

자차위치 추정부(52)는 차속센서(10)의 휠펄스 카운트와 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추측항법(Dead Reckoning)으로 추정할 수 있다.

이때 추측항법에서는 측정값의 변화량을 적분하여 위치를 추정하기 때문에 이동거리가 늘어날수록 오차가 더 많이 누적되는 문제를 해소하기 위해, 본 실시예에서는 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정함으로써 누적오차의 영향을 감소시킬 수 있다.

전진궤적 관리부(54)는 전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 자차위치 추정부(52)로부터 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부(60)에 저장하고, 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 주행궤적 데이터에 대해 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 산출하여 곡선로와 직선로를 구분하고, 곡선로인 경우에는 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간하여 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장하고, 직전로인 경우에는 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간하여 직선함수의 파라이터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다.

이와 같이 주행궤적 데이터를 곡선로와 직선로로 구분하여 각각 곡선함수와 직선함수로 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 도로 형태와 관계없이 일괄적으로 보간할 때 발생되는 오류를 최소화하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 최소한의 데이터를 사용하여 저장할 수 있다.

전진궤적 관리부(54)는 주행궤적 저장부(60)가 도 2와 같이 링버퍼 구조를 갖고 있어, 링버퍼가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터(P5)로부터 최신 위치 데이터(Pn+1)로 갱신하여 순차적으로 저장한다.

오차 산출부(56)는 후진주행 시 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어 자차위치와의 방향각 오차를 산출한다.

경로 추종부(58)는 오차 산출부(56)에서 산출된 방향각 오차를 보상하여 주행궤적 데이터로부터 목표 조향각을 생성하여 MDPS 제어부(70)로 출력한다.

여기서 경로 추종부(58)는 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성함으로써 후진주행 시 주행궤적 데이터와 자차위치에 따른 방향각 오차를 0으로 빠르게 수렴하도록 할 수 있다.

따라서 MDPS 제어부(70)는 목표 조향각에 따라 구동모터(미도시)를 작동시켜 조향휠(미도시)을 회전시켜 후진주행을 지원할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 후진주행 지원 장치에 따르면, 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성되는 주행궤적 데이터를 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선함수와 직선함수 매개변수 형태로 각각 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 보간할 때 발생되는 오류를 최소화하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법에서는 먼저, 제어부(50)가 변속레버 감지부(40)를 통해 변속레버의 위치를 입력받아 차량이 전진주행인지 판단한다(S10).

S10 단계에서 전진주행인지 판단하여 차량이 전진주행인 경우, 제어부(50)는 설정거리 간격으로 자차위치를 추정한다(S12).

여기서 제어부(50)는 설정된 시간 간격으로 차속센서(10)의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 자차위치를 추정할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 설정된 시간 간격으로 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정함으로써 추측항법(Dead Reckoning)에서 이동거리가 늘어날수록 오차가 더 많이 누적되는 누적오차의 영향을 감소시킬 수 있다.

S12 단계에서 자차위치를 추정한 후 제어부(50)는 추정된 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부(60)에 순차적으로 저장한다(S14).

예를 들어, 주행궤적 저장부(60)가 도 2와 같이 링버퍼 구조를 갖는 경우, 제어부(50)는 링버퍼가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터(P5)로부터 최신 위치 데이터(Pn+1)로 갱신하여 순차적으로 저장한다.

S14 단계에서 주행궤적 저장부(60)에 위치 데이터를 순차적으로 저장한 후 제어부(50)는 주행궤적 저장부(60)에 저장된 위치 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 이산적인 주행궤적 데이터에 대해 조향각과 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 산출한다(S16).

S16 단계에서 횡방향 변화량을 산출한 후 제어부(50)는 주행궤적 데이터가 곡선로 여부를 판단한다(S18).

여기서 제어부(50)는 횡방향 변화량과 설정값을 비교하여 횡방향 변화량이 설정값 이상인 경우 곡선로로 판단하고, 횡방향 변화량이 설정값 미만인 경우 직선로로 판단할 수 있다.

S18 단계에서 곡선로 여부를 판단하여 곡선로인 경우, 제어부(50)는 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간하여 차량의 움직임을 연속적으로 표현한다(S20).

이와 같이 연속적으로 위치 데이터를 저장하지 않고 이산적으로 위치 데이터를 저장한 후 이를 3차 곡선함수로 보간하여 차량의 움직임을 연속적으로 표현할 수 있다.

S30 단계에서 주행궤적 데이터를 3차 곡선함수로 보간한 후 제어부(50)는 곡선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다(S22).

반면 S18 단계에서 곡선로 여부를 판단하여 곡선로가 아닌 직선로인 경우, 제어부(50)는 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간한다(S24).

이와 같이 직선로인 경우에는 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있다.

S24 단계에서 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간한 후 제어부(50)는 직선함수의 파라미터와 함께 주행궤적 저장부(60)에 저장한다(S26).

한편, S10 단계에서 전진주행인지 판단하여 차량이 후진주행인 경우, 제어부(50)는 주행궤적 데이터의 저장을 중지하고 주행궤적 저장부(60)로부터 주행궤적 데이터를 읽어온다(S28).

S28 단계에서 주행궤적 데이터를 읽어온 후 제어부(50)는 차속센서(10), 조향각 센서(20) 및 요레이트 센서(30)로부터 각각 휠펄스 카운트, 조향각 및 요레이트값을 입력받아 자차위치를 추정한다(S30).

여기서 자차위치는 제어부(50)가 설정된 시간 간격으로 차속센서(10)의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 조향각 센서(20)의 조향각과 요레이트 센서(30)의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 절대 변화량과 횡방향 변화량을 누적하여 추정할 수 있다.

S30 단계에서 자차위치를 추정한 후 제어부(50)는 주행궤적 데이터와 자차위치의 방향각 오차를 산출한다(S32).

S32 단계에서 방향각 오차를 산출한 후 제어부(50)는 주행궤적 데이터와 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하고, 여기에 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 목표 조향각을 생성하여 방향각 오차를 0으로 빠르게 수렴하도록 한다(S34).

S34 단계에서 생성된 목표 조향각에 대해 제어부(50)가 MDPS 제어부(70)로 출력함으로써 MDPS 제어부(70)에서 목표 조향각에 따라 구동모터(미도시)를 작동시켜 조향휠을 회전시켜 후진주행을 지원할 수 있도록 한다(S36).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 후진주행 지원 장치의 제어 방법에 따르면, 전진주행 시 저장된 주행궤적에 따라 후진주행 할 경우 추측항법을 통해 자차위치를 추정하여 추정 정확도를 개선하고, 전진주행 시 설정거리마다 생성되는 주행궤적 데이터에 대해 곡선로와 직선로로 구분하여 곡선함수와 직선함수 매개변수 형태로 각각 구분하여 보간함으로써 연산량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 보간할 때 발생되는 오류를 최소화하여 주행궤적 데이터를 연속적인 움직임으로 저장하며, 후진주행 시 전진주행할 때 입력한 조향각 명령을 피드포워드 요소로 사용하여 수렴속도를 향상시켜 운전자의 편의성을 증대시키고 용이한 후진주행이 가능하도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 차속센서 20 : 조향각 센서
30 : 요레이트 센서 40 : 변속레버 감지부
50 : 제어부 52 : 자차위치 추정부
54 : 전진궤적 관리부 56 : 오차 산출부
58 : 경로 추종부 60 : 주행궤적 저장부
70 : MDPS 제어부

Claims

차륜의 휠펄스를 카운트하여 차속을 측정하는 차속센서;
조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서;
주행 시 차량의 기울어진 요레이트값을 측정하는 요레이트 센서;
전진주행 시 생성한 주행궤적 데이터를 저장하는 주행궤적 저장부; 및
전진주행하는 동안 상기 차속센서의 상기 휠펄스 카운트와 상기 조향각 센서의 상기 조향각과 상기 요레이트 센서의 상기 요레이트값을 매칭시켜 자차위치를 추정하고, 설정거리 간격으로 생성한 상기 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량에 따라 곡선함수나 직선함수로 보간하여 상기 주행궤적 저장부에 저장하며, 후진주행 시 상기 주행궤적 저장부로부터 상기 주행궤적 데이터를 읽어와 상기 자차위치와의 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하며, 상기 목표 조향각을 MDPS 제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 1항에 있어서, 상기 주행궤적 저장부는, 링버퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주행궤적 데이터의 상기 횡방향 변화량과 설정값을 비교하여 상기 횡방향 변화량이 설정값 이상인 경우 3차 곡선함수로 보간한 후 곡선함수 파라미터와 함께 상기 주행궤적 저장부에 저장하고, 상기 횡방향 변화량이 상기 설정값 미만인 경우 직선함수로 보간한 후 직선함수 파라미터와 함께 상기 주행궤적 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 설정된 시간 간격으로 상기 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하고, 상기 조향각과 상기 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하여 상기 절대 변화량과 상기 횡방향 변화량을 누적하여 상기 자차위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주행궤적 데이터와 상기 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 상기 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 상기 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 차속센서의 상기 휠펄스 카운트와 상기 조향각 센서의 조향각과 상기 요레이트 센서의 상기 요레이트값을 매칭시켜 상기 자차위치를 추정하는 자차위치 추정부;
전진주행하는 동안 설정거리 간격으로 상기 자차위치 추정부로부터 추정된 상기 자차위치의 위치 데이터를 상기 주행궤적 저장부에 저장하고, 상기 위치 데이터가 설정개수 이상으로 상기 주행궤적 데이터가 생성되면 상기 주행궤적 데이터에 대해 상기 횡방향 변화량을 산출하여 곡선로와 직선로를 판단하고, 상기 주행궤적 데이터를 상기 곡선함수나 상기 직선함수로 보간한 후 상기 곡선함수의 파라미터나 상기 직선함수의 파라미터와 함께 상기 주행궤적 저장부에 저장하는 전진궤적 관리부;
후진주행 시 상기 주행궤적 저장부로부터 상기 주행궤적 데이터를 읽어와 상기 자차위치와의 방향각 오차를 산출하는 오차 산출부; 및
상기 오차 산출부에서 산출된 상기 방향각 오차를 보상하여 상기 주행궤적 데이터로부터 상기 목표 조향각을 생성하는 경로 추종부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제 6항에 있어서, 상기 전진궤적 관리부는, 상기 주행궤적 저장부가 가득차면 가장 오래된 위치 데이터로부터 최신 위치 데이터로 갱신하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치.
제어부가 전진주행 여부를 판단하여 전진주행 시, 설정거리 간격으로 자차위치를 추정하는 단계;
상기 제어부가 추정된 상기 자차위치의 위치 데이터를 주행궤적 저장부에 저장하는 단계;
상기 제어부가 상기 주행궤적 저장부에 저장된 위치 상기 데이터가 설정개수 이상으로 주행궤적 데이터가 생성되면 상기 주행궤적 데이터에 대해 횡방향 변화량을 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 횡방향 변화량에 기초하여 곡선로 여부를 판단하는 단계;
상기 제어부가 상기 곡선로 여부를 판단하여 곡선로인 경우 상기 주행궤적 데이터를 곡선함수로 보간하고, 직선로인 경우 상기 주행궤적 데이터를 직선함수로 보간하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 주행궤적 데이터를 상기 곡선함수나 상기 직선함수로 보간한 후 상기 곡선함수의 파라미터나 상기 직선함수의 파라미터와 함께 상기 주행궤적 저장부에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법.
제 8항에 있어서, 상기 제어부가 전진주행 여부를 판단하여 후진주행시, 상기 주행궤적 저장부로부터 상기 주행궤적 데이터를 읽어오는 단계;
상기 제어부가 자차위치를 추정하는 단계;
상기 제어부가 상기 주행궤적 데이터와 상기 자차위치의 방향각 오차를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 주행궤적 데이터로부터 산출된 상기 방향각 오차를 보상하여 목표 조향각을 생성하여 MDPS 제어부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법.
제 9항에 있어서, 상기 목표 조향각을 생성할 때, 상기 제어부가 상기 주행궤적 데이터와 상기 자차위치를 기반으로 PID 제어를 수행하면서 전진주행 시 입력된 조향각을 피드포워드(FeedFoward)하여 상기 목표 조향각을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법.
제 8항 또는 제9항에 있어서, 상기 자차위치를 추정하는 단계는,
상기 제어부가 설정된 시간 간격으로 차속센서의 휠펄스 카운트를 기반으로 기준위치에서의 절대 변화량을 추정하는 단계;
상기 제어부가 조향각 센서의 조향각과 요레이트 센서의 요레이트값으로부터 횡방향 변화량을 추정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 절대 변화량과 상기 횡방향 변화량을 누적하여 상기 자차위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 후진주행 지원 장치의 제어방법.