KR102004717B1 - 입력 조향각 센서의 이상 여부에 따른 차량의 앵글 오버레이 동작을 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

입력 조향각 센서의 이상 여부에 따른 차량의 앵글 오버레이 동작을 제어하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 일 실시예는 차량의 앵글 오버레이(Angle Overlay) 동작을 제어하는 차량 제어 장치에 있어서, 목표 조향각 전송 장치로부터 목표 조향각을 수신하는 수신부, 현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지된 경우 입력 조향각 센서를 재설정하는 재설정부 및 상기 목표 조향각과 상기 입력 조향각 센서의 이상 여부 및 상기 입력 조향각 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 앵글 오버레이 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치를 제공한다.

Description

입력 조향각 센서의 이상 여부에 따른 차량의 앵글 오버레이 동작을 제어하는 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ANGLE OVERLAY OF VEHICLE ACCORDING TO INPUT STEERING ANGLE SENSOR}
본 발명은 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 상세하게는 앵글 오버레이에서 사용되는 입력 조향각 센서의 이상에 따라 앵글 오버레이 동작을 제어하기 위한 차량 제어 장치 및 방법에 대한 것이다.
자율 주행 차량이 활성화되면서 앵글 오버레이(Angle Overlay) 기능이 탑재된 차량이 증가하고 있다. 앵글 오버레이 기능이란 차량이 자율 주행 시, 입력 조향각 센서로부터 계산된 차량의 조향각과 설정된 목표 조향각을 분석하여, 차량의 조향각이 전술한 목표 조향각을 추종하도록 차량의 EPS를 제어하는 기능을 의미한다.
기존의 앵글 오버레이 기능은 토크 센서의 상대 조향각 센서를 입력 조향각 센서로 이용하여 차량의 조향각을 계산하고 있다. 이 때, 차량 주행 중 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생할 경우에는 곧바로 앵글 오버레이 동작이 중지되어 운전자가 수동으로 차량의 조향을 제어해야 하는데, 일반적인 자율 주행 상황에서는 운전자는 스티어링 휠을 잡지 않거나 부주의한 상태에 있어서 수동으로 신속하게 차량의 조향을 제어하기 어려운 문제가 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 차량이 앵글 오버레이 동작을 수행하는 도중 입력 조향각 센서의 이상이 발생하는 경우에도 입력 조향각 센서를 재설정하여 가능한 한도에서 앵글 오버레이 동작을 유지하도록 하는 차량 제어 장치 및 방법을 제공한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 차량의 앵글 오버레이(Angle Overlay) 동작을 제어하는 차량 제어 장치에 있어서, 목표 조향각 전송 장치로부터 목표 조향각을 수신하는 수신부, 현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지된 경우 입력 조향각 센서를 재설정하는 재설정부 및 상기 목표 조향각과 상기 입력 조향각 센서의 이상 여부 및 상기 입력 조향각 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 앵글 오버레이 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치를 제공한다.
또한 다른 실시예는 차량의 앵글 오버레이(Angle Overlay) 동작을 제어하는 차량 제어 방법에 있어서, 앵글 오버레이 동작을 시작하는 시작 단계, 설정된 입력 조향각 센서의 이상이 발생한 경우 입력 조향각 센서를 재설정하는 재설정 단계 및목표 조향각 전송 장치로부터 수신된 목표 조향각과 상기 입력 조향각 센서의 이상 여부 및 상기 입력 조향각 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 앵글 오버레이 동작을 제어하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 자율 주행 차량이 앵글 오버레이 동작 중에 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생해도 최대한 앵글 오버레이 동작이 유지될 수 있도록 한다.
도 1는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도면을 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량 제어 장치는 수신부(100), 재설정부(110), 제어부(120)를 포함할 수 있다.
수신부(100)는 목표 조향각 전송 장치로부터 목표 조향각을 수신할 수 있다. 목표 조향각 전송 장치는 차량의 상태 및 주위 환경 상황을 기초로 하여 차량의 목표 조향각을 계산하고, 이를 차량 제어 장치에 전달하는 역할을 한다.
목표 조향각 전송 장치의 일 예로, 차량에 탑재된 DAS(Driver Assistance Module) 모듈이 될 수 있다. 상기 DAS 모듈은 카메라를 통해 전방의 영상 정보를 획득하고, 이를 분석하여 차선 및 전방의 차량 또는 장애물의 위치 등의 정보를 파악할 수 있다. 그리고 상술한 정보를 기초로 하여 차량의 목표 조향각을 계산할 수 있다.
재설정부(110)는 현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지된 경우 입력 조향각 센서를 재설정할 수 있다.
입력 조향각 센서는 차량의 현재 조향각값을 도출하기 위한 센서를 의미하며, 별도의 센서를 입력 조향각 센서용으로 추가하는 대신에 차량에 탑재되어 있는 기존 센서 중 하나를 입력 조향각 센서로 사용할 수 있다. 기존 차량의 경우 앵글 오버레이 동작시 입력 조향각 센서로 토크 센서의 상대 조향각 센서를 사용하고 있으며, 본 발명에서도 앵글 오버레이 동작이 시작될 때는 토크 센서의 상대 조향각 센서를 입력 조향각 센서로 설정한다.
그러나 앵글 오버레이 동작 중에 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하는 경우, 재설정부(110)에서는 다른 센서를 입력 조향각 센서로 재설정할 수 있다. 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하여도 다른 센서를 이용하여 차량의 조향각을 계산할 수 있기 때문이다.
재설정부(110)에서는 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하면 모터 위치 센서를 입력 조향각 센서로 재설정하도록 시도할 수 있다. 만약 모터 위치 센서에서도 이상이 발생하면 외부 앵글 센서를 입력 조향각 센서로 재설정하도록 시도할 수 있다. 만약 외부 앵글 센서에서도 이상이 발생한 경우에는 재설정을 수행하지 않는다. 이 때, 전술한 센서의 이상 여부는 기존의 차량용 센서의 페일 세이프 로직을 통해 확인할 수 있다.
미리 설정된 기준값으로부터의 상대 각도를 계산할 수 있는 토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서와 비교해서, 외부 앵글 센서는 차량의 절대 조향각을 계산할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 외부 앵글 센서는 차량 제어 장치에 CAN 통신을 통해 신호값을 전달하기 때문에 업데이트의 주기가 늦고 또한 측정 분해능이 토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서의 분해능보다 낮다는 단점이 있다. 따라서, 외부 앵글 센서는 토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서에 모두 이상이 발생한 경우에만 입력 조향각 센서로 설정한다.
제어부(120)는 수신부(100)로부터 목표 조향각과 재설정부(110)에서 설정된 입력 조향각 센서의 이상 여부 및 입력 조향각 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 앵글 오버레이 동작을 제어할 수 있다.
만약 전술한 3개의 센서들 중 하나 이상의 센서가 정상 동작하는 경우에는 현재 설정된 입력 조향각 센서로부터 정상적으로 현재 차량의 조향각값을 계산할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 입력 조향각 센서로부터 조향각값을 수신하고 차량의 조향각값이 목표 조향각을 추종하도록 할 수 있다. 즉, 앵글 오버레이 동작이 계속 유지되도록 제어할 수 있다.
하지만 만약 전술한 3개의 센서 모두가 이상이 감지되면 현재 설정된 입력 조향각 센서 역시 이상 동작을 하게 된다. 따라서 제어부(120)는 설정된 입력 조향각 센서의 이상을 감지한 경우에는 앵글 오버레이 동작을 중지하도록 제어할 수 있다. 앵글 오버레이 동작이 중지되면 자율 주행은 종료되고 운전자가 직접 차량의 조향을 제어해야 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 도시한 흐름도이다.
이하, 도 1에서 전술한 차량 제어 장치에 의해 상기 동작이 실행되는 것을 예시로 설명한다.
도 2를 참조하면, 차량 제어 장치는 최초 앵글 오버레이 동작을 시작할 때 입력 조향각 센서를 토크 센서의 상대 조향각 센서로 설정할 수 있다(S210).
S210 단계 이후 차량 제어 장치는 앵글 오버레이 동작을 수행하기 위해서 전술한 3개의 센서 중 어느 센서가 입력 조향각 센서로 설정될 수 있는지를 확인한다.
먼저 차량 제어 장치는 토크 센서의 상대 조향각 센서가 이상이 발생하였는지를 판단한다(S220). S210 단계에서 최초 앵글 오버레이 동작 시작시에 입력 조향각 센서가 토크 센서의 상대 조향각 센서로 설정된 상태이므로, 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하지 않았다면(S220-N), 입력 조향각 센서는 정상이고 따라서 차량 제어 장치는 앵글 오버레이 동작을 계속 유지하도록 제어할 수 있다(S225).
만약, 토크 센서의 상대 조향각 센서가 이상이 발생한 경우(S220-Y), 차량 제어 장치는 모터 위치 센서가 이상이 발생하였는지를 판단한다(S230). 만약 모터 위치 센서가 정상 동작하면(S230-N), 모터 위치 센서로부터 차량의 조향각을 계산할 수 있으므로, 차량 제어 장치의 재설정부(110)에서는 입력 조향각 센서를 모터 위치 센서로 재설정할 수 있다(S235). 그리고 차량 제어 장치는 앵글 오버레이 동작을 계속 유지하도록 제어할 수 있다(S225).
만약, 모터 위치 센서에서도 이상이 발생한 경우(S230-Y), 차량 제어 장치는 외부 앵글 센서가 이상이 발생하였는지를 판단한다(S240). 만약 외부 앵글 센서가 정상 동작하면(S240-N), 외부 앵글 센서로부터 차량의 조향각을 계산할 수 있으므로, 차량 제어 장치의 재설정부(110)에서는 외부 앵글 센서를 입력 조향각 센서로 재설정할 수 있다(S245). 그리고 차량 제어 장치는 앵글 오버레이 동작을 계속 유지하도록 제어할 수 있다(S225).
만약, 외부 앵글 센서에서도 이상이 발생하였다면(S240-N), 차량의 조향각을 계산하기 위한 신호값을 전달할 센서가 존재하지 않는 상황이 된다. 따라서, 차량 제어 장치는 더 이상 앵글 오버레이 동작을 수행할 수 없다고 판단하여 앵글 오버레이 동작을 중지할 수 있다(S250).
도 3은 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어 방법은 앵글 오버레이 동작을 시작하는 시작 단계를 포함할 수 있다(S310). 이 때, 시작 단계에서는 토크 센서의 상대 조향각 센서를 입력 조향각 센서로 설정할 수 있다.
또한, 차량 제어 방법은 설정된 입력 조향각 센서의 이상이 발생한 경우 입력 조향각 센서를 재설정하는 재설정 단계를 포함할 수 있다(S320). 상기 재설정 단계에서는 도 1 내지 도 2에서 설명한 바와 같이, 토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하고 모터 위치 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 모터 위치 센서로 재설정할 수 있다. 또한, 상기 재설정 단계에서는 토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서에 이상이 발생하고 외부 앵글 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 외부 앵글 센서로 재설정할 수 있다. 만약 외부 앵글 센서마저 이상이 발생한 경우에는 재설정을 수행하지 않는다.
그리고, 차량 제어 방법은 목표 조향각 전송 장치로부터 수신된 목표 조향각과 전술한 입력 조향각 센서의 이상 여부 및 상기 입력 조향각 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 앵글 오버레이 동작을 제어하는 제어 단계를 포함할 수 있다(S330). 제어 단계에서는 입력 조향각 센서가 정상 동작하여 입력 조향각 센서로부터 차량의 조향각을 수신할 수 있는 상황에서는 앵글 오버레이 동작을 계속 유지하도록 제어할 수 있고, 입력 조향각 센서가 이상이 발생한 경우에는 앵글 오버레이 동작을 중지하도록 제어할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 차량의 앵글 오버레이(Angle Overlay) 동작을 제어하는 차량 제어 장치에 있어서,
    차량 탑재 DAS 모듈이 획득한 상기 차량의 전방 영상정보를 기초로 계산한 목표 조향각을 목표 조향각 전송 장치로부터 수신하는 수신부;
    현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지된 경우 입력 조향각 센서를 상기 현재 설정된 입력 조향각 센서와 상이한 센서로 재설정하는 재설정부 - 상기 재설정부에 의해 입력 조향각 센서로 재설정된 센서는 정상 상태임 - ; 및
    상기 재설정부에서 현재 설정된 입력 조향각 센서와 상이한 센서로 입력 조향각 센서를 재설정한 경우, 상기 목표 조향각과 상기 재설정된 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 상기 차량이 상기 앵글 오버레이 동작을 유지하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 조향각 센서는,
    앵글 오버레이 시작 시에 토크 센서의 상대 조향각 센서로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 재설정부는,
    토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하고 모터 위치 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 모터 위치 센서로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 재설정부는,
    토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서에 이상이 발생하고 외부 앵글 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 외부 앵글 센서로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지되고 정상 상태에 있는 센서가 존재하지 않는 경우, 앵글 오버레이 동작을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  6. 차량의 앵글 오버레이(Angle Overlay) 동작을 제어하는 차량 제어 방법에 있어서,
    앵글 오버레이 동작을 시작하는 시작 단계;
    현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지된 경우 입력 조향각 센서를 상기 현재 설정된 입력 조향각 센서와 상이한 센서로 재설정하는 재설정 단계 - 상기 재설정 단계에서 입력 조향각 센서로 재설정된 센서는 정상 상태임 - ; 및
    상기 재설정 단계에서 현재 설정된 입력 조향각 센서와 상이한 센서로 입력 조향각 센서를 재설정한 경우, 차량 탑재 DAS 모듈이 획득한 상기 차량의 전방 영상정보를 기초로 계산하여 목표 조향각 전송 장치로부터 수신된 목표 조향각과 상기 재설정된 센서로부터 수신된 조향각값을 기초로 상기 차량이 상기 앵글 오버레이 동작을 유지하도록 제어하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 시작 단계는;
    상기 입력 조향각 센서를 토크 센서의 상대 조향각 센서로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 재설정 단계는,
    토크 센서의 상대 조향각 센서에 이상이 발생하고 모터 위치 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 모터 위치 센서로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 재설정 단계는,
    토크 센서의 상대 조향각 센서 및 모터 위치 센서에 이상이 발생하고 외부 앵글 센서가 정상인 경우에는, 상기 입력 조향각 센서를 외부 앵글 센서로 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 현재 설정된 입력 조향각 센서의 이상 발생이 감지되고 정상 상태에 있는 센서가 존재하지 않는 경우, 앵글 오버레이 동작을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
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