KR20180009924A - 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량의 레이다 센서로부터 획득한 도로상의 물체들의 위치와 차량 내부에 장착된 차량 센서로부터 획득한 요레이트와 조향각 정보를 바탕으로 차량의 직진 상황을 검출하는 직진 상황 검출부; 상기 직진 상황 검출부에서 검출된 차량 정보가 직진 상태인 경우, 상기 차량의 카메라 센서로부터 취득된 차선 정보를 기반으로 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도를 검출하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부; 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 큰 경우에는 운전자에게 알람을 출력하는 운전자 알람부; 및 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 작은 경우에 자체적으로 SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System) 제어를 위한 조향을 보상하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부;를 포함한다.

Description

차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING DEVIATION OF WHEEL ALIGNMENT OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 별도의 센서를 추가 장착하지 않고도 SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System)에 장착된 환경 센서를 이용하여 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐을 판단하여 보정을 수행하거나 시스템 동작을 강제로 해제하여 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System)는 각종 센서(예 : 밀리미터파 레이다, 비젼센서 등)를 이용하여 선행 차량을 추종하며, 운전자의 부주의(예 : 졸음 등)에 의한 차선 이탈을 방지하는 시스템으로서 현재 많은 자동차 제조사에서 양산을 진행하고 있다.
그런데 상기 시스템들(예 : SCC, ACCS(Adaptive Cruise Control System), LKAS 등)은 운전자가 아닌 제어기가 자체적으로 차량의 조향, 구동, 및 제동을 제어하기 때문에 만약 차량의 상태가 정상적이지 않을 때 작동될 경우 도로에서 오작동이나 민감 작동을 유발하여 오히려 사고의 원인이 될 가능성이 존재한다.
따라서 자동차 제작사에서는 운전자 매뉴얼(Owner's manual)에 상기 시스템들(예 : SCC, ACCS, LKAS 등)을 작동시키기 전에 점검해야할 상황들(예 : 휠 얼라인먼트 정렬, 권장 타이어 장착, 규정된 타이어 공기압 준수 등)에 대해 명기가 되어 있으며, 각 시스템(예 : SCC, ACCS, LKAS 등)에서는 제어에 필수적인 환경 센서(예 : 레이다, 카메라 등)의 틀어짐이나 이상을 확인하여 자체적으로 보정하는 기능을 필수적으로 유지하고 있다.
이때 상기 시스템들(예 : SCC, ACCS, LKAS 등)의 정상 작동을 보장하기 위해서는 차량 자체의 정상 상태 판단이 매우 중요하며, 특히 휠 얼라인먼트의 정렬 상태가 중요한데, 이는 자동차 정비소에서 전문 장비를 이용하여 틀어짐 상태를 점검하는 방법 이외에 시스템 자체적으로 휠 얼라인먼트 틀어짐을 확인할 수 있는 방법이 없었으며, 따라서 휠 얼라인먼트가 정렬되지 않은 차량에서는 상기 시스템들의 성능 저하가 발생할 수가 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2001-0001849호(2001.01.05.공개, 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 경보장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량에 별도의 센서를 추가 장착하지 않고도 SCC나 LKAS에 장착된 환경 센서를 이용하여 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐을 판단하여 보정을 수행하거나 시스템 동작을 강제로 해제하여 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치는, 차량의 레이다 센서로부터 획득한 도로상의 물체들의 위치와 차량 내부에 장착된 차량 센서로부터 획득한 요레이트와 조향각 정보를 바탕으로 차량의 직진 상황을 검출하는 직진 상황 검출부; 상기 직진 상황 검출부에서 검출된 차량 정보가 직진 상태인 경우, 상기 차량의 카메라 센서로부터 취득된 차선 정보를 기반으로 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도를 검출하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부; 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 큰 경우에는 운전자에게 알람을 출력하는 운전자 알람부; 및 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 작은 경우에 자체적으로 SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System) 제어를 위한 조향을 보상하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량 센서는, 조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 직진 상황 검출부 및 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부는 제어부로 통합되고, 상기 제어부는 상기 레이다 센서로부터 취득한 주변 물체의 배열 정보를 이용해 차량이 현재 주행하는 도로가 직진 도로인지 곡선 도로인지를 판단하여 상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 검증하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치 이하인 경우에는 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부를 통해 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도 만큼 조향을 보상하여 자동차 액추에이터에 출력하여 제어하게 하고, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우에는 휠 얼라인먼트 틀어짐 임계치 초과 신호를 운전자 알람부에 출력하여 운전자에게 알려주게 하거나, SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, LKAS의 액티브 모드, LKAS의 패시브 모드, 및 운전자가 직접 주행하는 차량이 직진 도로 주행 중 해당 모드에서 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 경우, 기 지정된 시간 동안 차량이 이동한 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 거리를 기초로 삼각함수 연산을 통해 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하고, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도로부터 조향 보정 또는 SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법은, 제어부가 차량이 LKAS 제어 모드로 주행 중인지, LKAS 모드의 액티브 모드로 주행 중인지, LKAS 모드의 패시브 모드로 주행 중인지 체크하는 단계; 상기 제어부가 상기 차량이 직진 도로를 주행 중일 때 상기 각 모드에서 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인지 체크하는 단계; 상기 제어부가 기 지정된 시간 동안 차량이 이동한 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 위치에 따른 거리를 검출하는 단계; 상기 제어부가 상기 차량의 이동 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 위치에 따른 거리 정보를 기초로 삼각함수 연산을 통해 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도로부터 조향 보정 범위인지 아닌지를 판단하여 조향을 보정하거나, SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하기 위해서, 차량이 직진 도로를 주행할 때, 제어부 또는 운전자가 추가적인 조향휠의 조작 없이 도로의 현재 위치에서 일정 시간 동안 이동한 거리(dx)와 차량의 축 얼라인먼트 틀어짐에 의해 발생한 횡방향의 이동량(dy)의 거리를 레이다 센서와 카메라 센서 및 차량 센서 중 적어도 하나를 이용해 측정한 후 삼각함수 연산을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량이 LKAS 제어 모드로 주행 중이 아니거나, LKAS의 액티브 모드로 주행 중인 경우, 상기 제어부는 현재 조향각(
Figure pat00001
)이 오차 범위 내에서 0이며, 조향각의 변화(
Figure pat00002
)가 기 설정된 제1 설정값(
Figure pat00003
) 이내이고, 요레이트의 크기(
Figure pat00004
)가 기 설정된 제2 설정값(
Figure pat00005
) 이상이거나, 반대로 현재의 요레이트의 크기(
Figure pat00006
)의 크기가 오차 범위 내에서 0인데 조향각의 변화(
Figure pat00007
)가 기 설정된 제3 설정값(
Figure pat00008
) 이상인 경우에 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량이 LKAS의 패시브 모드로 주행 중인 경우, 상기 제어부는 휠 얼라인먼트 틀어짐 반대 방향으로 조향시키기 위해 인가되는 추가 조향 토크 양, 및 휠 얼라인먼트 틀어짐을 보정하기 위해 틀어짐 반대 방향으로의 조향을 주기적으로 반복하는 시간의 주기 정보를 검출하고, 상기 추가 조향 토크 양 및 주기가 기 설정된 값 이상인 경우에 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 경우, 상기 제어부는 기 설정된 시간 동안 레이다 센서를 통해 주변 정지 물체의 배열 정보를 이용해 차량이 현재 주행하는 도로가 직진 도로인지 곡선 도로인지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량에 별도의 센서를 추가 장착하지 않고도 SCC나 LKAS에 장착된 환경 센서를 이용하여 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐을 판단하여 보정을 수행하거나 시스템 동작을 강제로 해제하여 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2a 내지 도 2c는 상기 도 1에 있어서, 차량이 직진 도로 주행 시 차량 센서를 이용하여 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치 및 방법의 일 실시예를 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 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치(200)는, SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System) 기능이 적용된 차량에 이미 장착되어 있는 센서들(110, 120, 130)로부터 검출된 센싱 정보를 이용하여 휠 얼라인먼트 틀어짐을 검출하고, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도에 따라 보정(또는 보상)을 수행하여 자동차 엑추에이터(300)(예 : 조향, 제동)를 제어하거나, 보정 범위를 넘어서는 틀어짐이 발생하는 경우에는 차량 안전을 위해 운전자에게 알려주거나 시스템 동작을 강제로 해제하게 하는 것으로서, 제어부(210), 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부(220), 및 운전자 알람부(230)를 포함한다.
한편 본 실시예에 따른 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 제어부(210), 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부(220), 및 운전자 알람부(230)는 적어도 하나 이상의 프로세서(Processor)에 의해서 구현될 수 있다.
여기서 상기 제어부(210)는 직진상황 검출부(211), 및 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부(212)를 포함한다.
예컨대 상기 센서들(110, 120, 130)은 레이다 센서(110), 차량 센서(예 : Steering angle 센서, Yaw rate 센서)(120), 카메라 센서(130)를 포함한다.
상기 직진 상황 검출부(211)는 상기 레이다 센서(110)로부터 획득한 도로상의 물체들의 위치와 차량 내부에 장착된 차량 센서(120)(예 : 조향각 센서, 요레이트 센서)로부터 획득한 요레이트(Yaw rate)와 조향각(Steering Angle) 정보를 바탕으로 차량의 직진 상황(즉, 직진 주행 여부)을 검출한다.
상기 직진 상황 검출부(211)는 차량이 현재 직진 상태인지 아닌지에 대한 정보를 출력한다.
상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부(212)는 상기 직진 상황 검출부(211)에서 출력된 정보가 직진 상태인 경우, 상기 카메라 센서(130)로부터 취득된 차선 정보를 기반으로 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도(즉, 각도)를 검출한다.
예컨대 차량의 휠 얼라인먼트가 틀어진 상태에서 운전자가 직진 도로를 직진 주행하고자 할 경우 휠 얼라인먼트가 틀어진 반대 방향으로, 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도에 대응하는 각도로, 조향하여 주행하게 된다. 이 경우에 요레이트 센서는 오차 범위 내에서 직진 상태의 값(0 deg/s)을 출력하는데, 조향각은 틀어진 정도(즉, 각도)의 값을 출력하게 되므로, 이로부터 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부(212)는 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도(즉, 각도)를 검출하는 것이다.
다만 상기 요레이트 센서에 오류가 발생하여 곡선 도로에서 직진 상태의 값을 출력할 수도 있는데, 본 실시예에서는 상기 레이다 센서로부터 취득한 주변 물체(예 : 가로수, 도로 경계석, 도로 펜스 등)의 배열 정보(예 : 배열 간격, 배열된 각도 등)를 보조적으로 이용해 상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 검증한다(도 2a 및 도 2b 참조).
상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부(212)는 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도(즉, 각도)를 출력한다.
상기 운전자 알람부(230)는 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치(즉, 기준)보다 큰 경우에는 운전자에게 알람을 출력한다. 즉 상기 운전자 알람부(230)는 자동차 액추에이터(300)나 차량에 장착된 출력수단(예 : AVN 장치)(미도시)을 통해 운전자에게 알람을 출력한다.
상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부(220)는 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도에 따라 SCC 또는 LKAS 제어를 위한 보상(또는 보정)을 수행한다.
예컨대 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치(즉, 기준) 이하인 경우에는 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부(220)가 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도(즉, 각도) 만큼 보상하여 자동차 액추에이터(300)(예 : 조향, 제동)에 출력하고, 상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치(즉, 기준)를 초과하는 경우에 상기 제어부(210)는 휠 얼라인먼트 틀어짐 임계치 초과 신호를 운전자 알람부(230)에 출력하여 차량 안전을 위해 운전자에게 알려주게 하거나 시스템 동작(예 : SCC나 LKAS 동작)을 강제로 해제하게 한다.
도 2a 내지 도 2c는 상기 도 1에 있어서, 차량이 직진 도로 주행 시 차량 센서를 이용하여 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도를 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2a는 차량이 직진 도로 주행 시, 요레이트 센서가 오차 범위 내에서 직진 상태를 나타내는 값(0 deg/s)을 출력하고, 레이다 센서를 통해 취득한 주변 물체(예 : 가로수, 도로 경계석, 도로 펜스 등)의 배열 정보(예 : 배열 간격, 배열된 각도 등)를 보조적으로 이용해 직선 도로 주행을 정상임을 검증하는 것을 설명하는 예시도이다.
도 2b는 차량이 곡선 도로 주행 시, 요레이트 센서가 오차 범위 내에서 곡선 상태를 나타내는 값(x deg/s)을 출력하고, 레이다 센서를 통해 취득한 주변 물체(예 : 가로수, 도로 경계석, 도로 펜스 등)의 배열 정보(예 : 배열 간격, 배열된 각도 등)를 보조적으로 이용해 곡선 도로 주행을 검증하는 것을 설명하는 예시도이다.
한편 상기와 같은 원리를 통해서 차량이 직진 상태를 유지하고 있음이 확인되면, 상기 제어부(210)는 상기 카메라 센서(130)로부터 획득된 차선 정보를 추가로 이용해 차량의 치우침 정도(즉, 도로의 중앙에서 좌,우의 어느 일 측으로 치우친 정도)를 추정할 수 있다.
도 2c는 차량이 직선 도로 주행 시, 특히 운전자가 직접주행을 하지 않고 관련 시스템(예 : LKAS)을 통해 차량 주행 중인 상태에서, 도로 중앙 주행을 유지해야 할 차량이 도로 중앙을 벗어나(즉, 조향각이 0일 때, 휠 얼라인먼트가 틀어진 차량이 도로 중앙을 벗어나 도로의 일 측으로 치우치는 경향)는 경우, 상기 제어부(210)는 주행 토크의 편차(예 : 휠 얼라인먼트 틀어짐 반대 방향으로 조향을 제어할 때 발생하는 토크), 유지 시간(예 : 시간에 따른 이동 거리를 판단하기 위한 주행 시간), 이동 거리(예 : 시간 대비 이동한 거리), 도로 중앙에서 벗어난 거리 등을 통해 틀어짐 정도(즉, 각도)(@)을 판단하게 된다.
즉, 상기 제어부(210)는 도로의 좌, 우측 차선 정보를 통해 차량의 중앙을 판단하고, 차량의 중앙으로부터 일정 시간동한 차량의 주행 괘적을 검출한 뒤 도로의 중앙에서 벗어나 정도를 검출하여 차량의 뒤틀림(즉, 틀어짐) 정도를 계산할 수 있다.
이때 상기 계산된 차량의 휠 얼라인먼트 뒤틀림(즉, 틀어짐) 정도가 차량의 안정성에 영향을 주는 정도인지 판단한 후 보상 제어가 가능한 경우, 이후 주행 Cycle(엔진 OFF 이전) 동안은 보상 제어를 하고, 만약 상기 휠 얼라인먼트 뒤틀림(즉, 틀어짐)의 정도가 차량의 주행 안전성에 영향이 크다고 판단되는 경우, 운전자에게 휠 얼라인먼트 보정을 요청하는 신호를 보내고 이후 SCC/LKAS 제어를 중지 시킨다.
한편 본 실시예에서는 차량이 도로 중앙을 자동으로 직진 주행하는 것을 가정하여 설명하고 있으나, 만약 운전자가 직접 주행할 경우에는 반드시 도로 중앙을 주행하는 것은 아니며, 운전자의 운전 형태에 따라 도로의 어느 일 측으로 일정한 거리를 치우친 위치에서 직진 주행할 수도 있으므로, 상기 도 2c에서 비틀림 각도 계산 시 현재 위치가 도로 중앙이 아닐 수 있음에 유의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(210)는 현재 차량이 주행 상태인지 판단한다(S101).
예컨대 차량의 속도(Velocity)가 0보다 크면 차량이 주행 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단(S101)에 따라, 차량이 주행 중이면(S101의 예), 상기 제어부(210)는 차량이 LKAS 제어 중인지 판단한다(S102).
상기 판단(S102)에 따라, 차량이 LKAS 제어 중이면(S102의 예), 상기 제어부(210)는 차선 유지 모드(Lane Guidance Mode) 실행 중인지 판단한다(S201).
다음 상기 차량이 LKAS 제어 중이 아니거나(S102의 아니오)(예 : 운전자가 직접 운전을 하거나), 차선 유지 모드(Lane Guidance Mode)(예 : LKAS의 액티브 모드로서, 도로 중앙을 자동 주행하게 하는 모드)가 실행중이면(S201의 예), 상기 제어부(210)는 차량 축 틀어짐 확인 가능 조건(또는 휠 얼라인먼트 틀어짐 확인 가능 조건)인지 판단한다(S103).
즉, 현재 조향각(
Figure pat00009
)이 오차 범위 내에서 0이며(
Figure pat00010
= 0), 조향각의 변화(
Figure pat00011
)가 기 설정된 제1 설정값(
Figure pat00012
) 이내이고, 요레이트의 크기(
Figure pat00013
)가 기 설정된 제2 설정값(
Figure pat00014
) 이상으로서 축 틀어짐이 발생하는 경우(즉, 조향휠의 입력은 직진인데, 실제 차량은 횡방향 주행이 발생하는 경우) 인지를 판단하거나, 반대로 현재의 요레이트의 크기(
Figure pat00015
)의 크기가 오차 범위 내에서 0인데(
Figure pat00016
) 조향각의 변화(
Figure pat00017
)가 기 설정된 제3 설정값(
Figure pat00018
) 이상으로서 축 틀어짐이 발생하는 경우(즉, 차량이 직진성을 보이는데, 조향휠 입력이 계속 발생하는 경우) 인지를 판단한다.
상기 판단(S103)에 따라 차량 축 틀어짐 확인 가능 조건(상태)이면(S103의 예), 상기 제어부(210)는 기 설정된 시간(예 : T1) 동안 레이다 센서를 통해 주변 정지 물체 정보를 수집한다(S104).
상기 제어부(210)는 상기 레이다 센서를 통해 수집한 정보를 이용해 직선 도로인지를 확인한다(S105).
아울러, 상기 차량이 LKAS 제어 중이지만(S102의 예), 차선 유지 모드(Lane Guidance Mode)가 실행중이 아니면(S201의 아니오)(예 : LKAS의 패시브 모드로서, 도로 내부에서 벗어나지만 않게 자동 주행하는 모드가 실행중이면), 상기 제어부(210)는 기 설정된 시간(예 : T1) 동안 레이다 센서를 통해 주변 정지 물체 정보를 수집하고(SS202), 상기 레이다 센서를 통해 수집한 정보를 이용해 직선 도로인지를 확인하고(S203), 추가 조향 토크 양(예 : 휠 얼라인먼트 틀어짐 반대 방향으로 조향시키기 위한 토크) 및 주기(예 : 휠 얼라인먼트 틀어짐을 보정하기 위해 틀어짐 반대 방향으로의 조향을 반복하는 시간)를 확인(검출)한다(S204).
상기와 같이 현재 주행 도로가 직선 도로인데 휠 얼라인먼트 틀어짐 조건이 확인 되면, 상기 제어부(210)는 휠 얼라인먼트 틀어짐(또는 비틀림 각도) 판정을 시작한다(S106).
상기 휠 얼라인먼트 틀어짐(또는 비틀림 각도) 판정이 시작되면, 상기 제어부(210)는 차선 센터 값(즉, 도로 중앙값) 연산 및 현재 주행 위치를 파악한다(S107).
상기 현재 주행 위치 파악을 위해, 상기 제어부(210)는 기 설정된 시간(T2) 동안 주행 후 현재 위치로부터 차량 위치를 파악한 후 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도(@)를 연산한다(S108)(도 2c 참조).
예컨대 도 2c를 참조하여 차량의 휠 얼라인먼트 뒤틀림(틀어짐) 각도(@)를 판단하기 위해서, 차량이 직진 도로를 주행할 때 제어부(또는 운전자)가 추가 입력 없이(즉, 추가적인 조향휠의 조작 없이) 도로 중앙에서 일정 시간 동안 이동한 거리(dx)와 차량의 축 얼라인먼트 틀어짐에 의해 발생한 횡방향의 이동량(dy)의 거리를 레이다 센서와 카메라 센서 및 차량 센서를 이용한 측정한 후 삼각함수 연산(예 : dy / dx = tan@)을 수행할 수 있다.
다음 상기 제어부(210)는 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도(@)로부터 보상이 필요한 조향각 및 요레이트(Yaw rate)를 계산한다(S109).
상기 계산(S109)된 결과에 따라, 상기 조향각 및 요레이트(Yaw rate)가 기 설정된 기준으로부터 보상(또는 보정)이 가능한 정도이면(S110 예), 상기 제어부(210)는 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부(220)를 통해 자체적으로 보정(즉, 보상)을 수행한다(S112). 이때 상기 보정 방법은 특별히 제한하지 않으며 공지된 기술을 이용할 수도 있다.
그러나 상기 계산(S109)된 결과에 따라, 상기 조향각 및 요레이트(Yaw rate)가 기 설정된 기준으로부터 보상(또는 보정)이 불가능한 정도이면(S110 아니오), 상기 제어부(210)는 차량 안전을 위해 운전자에게 알려주게 하거나 시스템 동작(예 : SCC나 LKAS 동작)을 강제로 해제(또는 SCC나 LKAS 진입 금지)하게 한다(S111).
한편 상기 실시예에서는 휠 얼라인먼트의 틀어짐을 검출하여 자체적으로 보정을 수행하고, 자체적인 보정이 가능하지 않을 경우에는 사용자 알람과 SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하는 경우에 대해서 설명하였으나, 반드시 휠 얼라인먼트가 틀어진 상황을 한정하지 않더라도, 타이어 공기압의 차이, 또는 횡풍 등에 의해서 차량이 원하지 않는 방향으로 틀어져 주행되는 상황이 발생할 경우에도, SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하고 또한 SCC나 LKAS의 진입(동작)을 금지하게 할 수도 있다.
이상으로 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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 레이다 센서 120 : 차량 센서
130 : 카메라 센서 200 : 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치
210 : 제어부 211 : 직진상황 검출부
212 : 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부
220 : 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부
230 : 운전자 알람부 300 : 자동차 엑추에이터

Claims (10)

  1. 차량의 레이다 센서로부터 획득한 도로상의 물체들의 위치와 차량 내부에 장착된 차량 센서로부터 획득한 요레이트와 조향각 정보를 바탕으로 차량의 직진 상황을 검출하는 직진 상황 검출부;
    상기 직진 상황 검출부에서 검출된 차량 정보가 직진 상태인 경우, 상기 차량의 카메라 센서로부터 취득된 차선 정보를 기반으로 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도를 검출하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부;
    상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 큰 경우에는 운전자에게 알람을 출력하는 운전자 알람부; 및
    상기 검출한 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치보다 작은 경우에 자체적으로 SCC(Smart Cruise Control)나 LKAS(Lane Keep Assist System) 제어를 위한 조향을 보상하는 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 차량 센서는,
    조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 직진 상황 검출부 및 휠 얼라인먼트 틀어짐 검출부는 제어부로 통합되고, 상기 제어부는 상기 레이다 센서로부터 취득한 주변 물체의 배열 정보를 이용해 차량이 현재 주행하는 도로가 직진 도로인지 곡선 도로인지를 판단하여 상기 요레이트 센서의 상태가 정상인지 검증하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치 이하인 경우에는 휠 얼라인먼트 틀어짐 보상부를 통해 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도 만큼 조향을 보상하여 자동차 액추에이터에 출력하여 제어하게 하고,
    상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 정도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우에는 휠 얼라인먼트 틀어짐 임계치 초과 신호를 운전자 알람부에 출력하여 운전자에게 알려주게 하거나, SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 시키는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
    LKAS의 액티브 모드, LKAS의 패시브 모드, 및 운전자가 직접 주행하는 차량이 직진 도로 주행 중 해당 모드에서 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 경우,
    기 지정된 시간 동안 차량이 이동한 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 거리를 기초로 삼각함수 연산을 통해 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하고, 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도로부터 조향 보정 또는 SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 장치.
  6. 제어부가 차량이 LKAS 제어 모드로 주행 중인지, LKAS 모드의 액티브 모드로 주행 중인지, LKAS 모드의 패시브 모드로 주행 중인지 체크하는 단계;
    상기 제어부가 상기 차량이 직진 도로를 주행 중일 때 상기 각 모드에서 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인지 체크하는 단계;
    상기 제어부가 기 지정된 시간 동안 차량이 이동한 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 위치에 따른 거리를 검출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 차량의 이동 거리와 현재 위치에서 어느 일 측으로 치우친 위치에 따른 거리 정보를 기초로 삼각함수 연산을 통해 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도로부터 조향 보정 범위인지 아닌지를 판단하여 조향을 보정하거나, SCC나 LKAS 동작을 강제로 해제하거나 진입금지 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 각도를 산출하기 위해서,
    차량이 직진 도로를 주행할 때, 제어부 또는 운전자가 추가적인 조향휠의 조작 없이 도로의 현재 위치에서 일정 시간 동안 이동한 거리(dx)와 차량의 축 얼라인먼트 틀어짐에 의해 발생한 횡방향의 이동량(dy)의 거리를 레이다 센서와 카메라 센서 및 차량 센서 중 적어도 하나를 이용해 측정한 후 삼각함수 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 차량이 LKAS 제어 모드로 주행 중이 아니거나, LKAS의 액티브 모드로 주행 중인 경우,
    상기 제어부는 현재 조향각(
    Figure pat00019
    )이 오차 범위 내에서 0이며, 조향각의 변화(
    Figure pat00020
    )가 기 설정된 제1 설정값(
    Figure pat00021
    ) 이내이고, 요레이트의 크기(
    Figure pat00022
    )가 기 설정된 제2 설정값(
    Figure pat00023
    ) 이상이거나, 반대로 현재의 요레이트의 크기(
    Figure pat00024
    )의 크기가 오차 범위 내에서 0인데 조향각의 변화(
    Figure pat00025
    )가 기 설정된 제3 설정값(
    Figure pat00026
    ) 이상인 경우에 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 차량이 LKAS의 패시브 모드로 주행 중인 경우,
    상기 제어부는 휠 얼라인먼트 틀어짐 반대 방향으로 조향시키기 위해 인가되는 추가 조향 토크 양, 및 휠 얼라인먼트 틀어짐을 보정하기 위해 틀어짐 반대 방향으로의 조향을 주기적으로 반복하는 시간의 주기 정보를 검출하고, 상기 추가 조향 토크 양 및 주기가 기 설정된 값 이상인 경우에 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 휠 얼라인먼트 틀어짐 가능 조건인 경우,
    상기 제어부는 기 설정된 시간 동안 레이다 센서를 통해 주변 정지 물체의 배열 정보를 이용해 차량이 현재 주행하는 도로가 직진 도로인지 곡선 도로인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 틀어짐 판단 방법.
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