KR20180032044A - Autonomous vehicle for increasing steering performance using biased breaking power in emergency situation - Google Patents

Autonomous vehicle for increasing steering performance using biased breaking power in emergency situation Download PDF

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KR20180032044A
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Abstract

The present invention relates to an autonomous driving vehicle applying a biased braking force to increase steering performance in an emergency situation, which is capable of preventing an accident. According to the present invention, the autonomous driving vehicle comprises: electronic power steering (EPS) to control a steering wheel in accordance with a target steering angle; an advanced driver assist system (ADAS) which is an intelligent driving assist unit setting a target advancing direction of a chassis to reach a destination and transferring a target steering angle for following the target advancing direction to the EPS to control autonomous driving, and activating an emergency steering control function to ensure an additional steering force when the target advancing direction is not followed by only a steering force of the EPS; and an electric stability control (ECS) applying a biased braking force to a wheel on a target advancing direction side to generate additional steering force to execute an emergency steering control function.

Description

비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차 {AUTONOMOUS VEHICLE FOR INCREASING STEERING PERFORMANCE USING BIASED BREAKING POWER IN EMERGENCY SITUATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an autonomous vehicle which improves steering performance by applying a biased braking force in an emergency situation.

본 발명은 자율주행 자동차의 조향기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steering technique of an autonomous vehicle.

자율주행 자동차는 운전자가 브레이크, 핸들, 가속 페달 등을 제어하지 않아도 도로의 상황을 파악해 자동으로 주행하는 자동차이다. 우리나라는 2016년 2월 12일 자동차관리법이 개정되면서 자율주행차의 실제 도로주행이 가능해졌다. 이에 따라 자율주행 자동차는 단순히 공상과학영화에 등장하는 미래기술이 아닌 현실이 되었다. An autonomous vehicle is an automobile that automatically detects the condition of a road without the driver controlling the brakes, the steering wheel, and the accelerator pedal. On February 12, 2016, the Korea Automobile Regulation Act was amended to allow autonomous vehicles to travel on actual roads. As a result, autonomous vehicles have become a reality not merely future technologies that appear in science fiction movies.

종래 자율주행 자동차를 구현하기 위한 핵심기술로서 후측방 경보시스템(BSD), 자동긴급제동시스템(AEB), 차선유지지원시스템(LKAS), 어드밴스트스마트크루즈컨트롤(ASCC) 등이 알려졌다. 이 중에서 자율주행 자동차의 가장 기본적이고 중요한 기술은 전자식조향기술(EPS)이다. 자율주행 자동차는 결국 사람이 아닌 자동차 스스로가 핸들을 조작하여 목적지에 이르도록 하는 것을 목적으로 하기 때문이다. (BSD), automatic emergency braking system (AEB), lane keeping support system (LKAS), and Advanced Smart Cruise Control (ASCC) have been known as key technologies for implementing autonomous vehicles in the past. Of these, the most basic and important technology for autonomous vehicles is electronic steering technology (EPS). This is because the autonomous vehicle is intended not to be a person but to allow the vehicle itself to reach the destination by manipulating the handle.

따라서, 종래 자율주행 자동차는 전자식조향기술을 향상시키기 위해 다양한 방향으로 진화되어 왔다. 특히, 안정성의 측면에서 전자식조향장치가 동작하지 않을 때를 대비하여 복수의 전자식조향장치를 백업용으로 탑재하는 기술이 알려졌다. Thus, conventional autonomous vehicles have evolved in various directions to improve electronic steering technology. In particular, a technique has been known in which a plurality of electronic steering apparatuses are mounted for backup in case of failure of the electronic steering apparatus in terms of stability.

그러나, 이러한 종래기술은 차체의 무게와 비용을 증가시키기 때문에 문제되어 왔다.However, this conventional technique has been problematic because it increases the weight and cost of the vehicle body.

본 발명의 발명가는 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 기술을 완성하기 위하여 오랫동안 연구 노력한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventor of the present invention has accomplished the present invention after a long research effort in order to complete the technology capable of solving these problems.

본 발명의 목적은 자율주행자동차의 조향성능을 강화하는데 있다. 특히 본 발명에 따르면 전자식조향장치가 고장나는 등 비상상황이 발생하더라도 차체의 조향력을 완전히 상실하지 않는다.An object of the present invention is to enhance the steering performance of autonomous vehicles. Particularly, according to the present invention, the steering force of the vehicle body is not completely lost even if an emergency situation occurs, such as failure of the electronic steering device.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자율주행 자동차로서:In order to achieve the above object, the present invention provides an autonomous vehicle,

목표조향각에 따라 조향휠을 제어하는 전자식조향부(Electric Power Steering);An electronic steering unit for controlling the steering wheel according to a target steering angle;

목적지에 도달하기 위해 차체의 목표진행방향을 설정하고, 상기 목표진행방향을 추종하기 위한 목표조향각을 상기 전자식조향부에 전달하여 자율주행을 제어하는 지능형주행보조부로서, 상기 전자식조향부의 조향력만으로 목표진행방향을 추종할 수 없는 경우 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 확보하는 지능형주행보조부(Advanced Driver Assist System); 및An intelligent traveling auxiliary unit that sets a target traveling direction of a vehicle body to reach a destination and transmits a target steering angle for following the target traveling direction to the electronic steering unit to control autonomous travel, An Advanced Driver Assist System that activates the emergency steering control function to secure additional steering force when the direction can not be followed; And

비상조향제어기능을 실행하기 위해, 목표진행방향 측의 휠에 편향된 제동력을 인가하여 추가조향력을 생성하는 차체제어부(Electric Stability Control)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차를 제공한다.And a vehicle body control unit (Electric Stability Control) for generating an additional steering force by applying a braking force biased to a wheel on the side of the target traveling direction in order to execute the emergency steering control function. Providing autonomous vehicles that enhance performance.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전자식조향부는 메인조향부 및 보조조향부를 포함하고,In a preferred embodiment, the electronic steering section includes a main steering section and an auxiliary steering section,

상기 지능형주행보조부는 메인조향부가 동작불능일 때, When the main steering unit is inoperable,

1) 보조조향부를 활성화 하고;1) activate the auxiliary steering section;

2) 차체제어부의 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 제공하는 것이 좋다.2) It is better to activate the emergency steering control function of the bodywork control unit to provide additional steering force.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전자식조향부가 작동불능일 때,In a preferred embodiment, when the electronic steering section is disabled,

상기 지능형주행보조부는 차체제어부에게 상기 목표조향각을 직접 전달하여, 차체제어부가 비상조향제어기능을 수행할 수 있도록 하는 것이 좋다.The intelligent aiding auxiliary part may directly transmit the target steering angle to the vehicle body control part so that the vehicle body control part can perform the emergency steering control function.

바람직한 실시예에 있어서,In a preferred embodiment,

휠의 현재조향각을 측정하는 조향각센서를 더 포함하고,Further comprising a steering angle sensor for measuring a current steering angle of the wheel,

상기 차체제어부는 조향각센서로부터 현재조향각을 직접 수신하여 The vehicle body control unit receives the current steering angle directly from the steering angle sensor

1) 목표진행방향과 차량진행방향의 차이를 연산하고;1) calculating the difference between the target traveling direction and the vehicle traveling direction;

2) 차량진행방향과 현재조향각의 차이를 연산하고;2) calculating the difference between the vehicle traveling direction and the current steering angle;

3) 위 두 값을 합산하여 목표진행방향 측 휠에 인가할 제동력을 연산하여 비상조향제어를 실행하는 것이 좋다.3) It is preferable that the emergency steering control is executed by calculating the braking force to be applied to the wheel in the target traveling direction by summing the above two values.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 차체제어부는 목표진행방향과 차량진행방향이 수렴한 이후에 차량진행방향과 현재조향각의 차이가 있는 경우, In a preferred embodiment, when the vehicle traveling direction is different from the current steering angle after the target traveling direction and the vehicle traveling direction converge,

현재조향각과 반대 방향 측의 휠에 편향된 제동력을 인가하여, 목표진행방향과 차량진행방향이 지속적으로 수렴하도록 제어하는 것이 좋다.It is preferable to apply a braking force biased to the wheel on the opposite side of the current steering angle to control so that the target advancing direction and the vehicle advancing direction are continuously converged.

위와 같은 본 발명에 따르면, 조향장치가 동작불능상태이거나 조향력이 크게 감소한 상황에서도 차체의 조향성능을 보조하여 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to prevent a safety accident by assisting the steering performance of the vehicle body even in a situation where the steering apparatus is disabled or the steering force is greatly reduced.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 자율주행 자동차가 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 것을 나타내기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 비상조향제어기능을 수행하는 주체를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 차체제어부의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 비상조향제어기능이 실행되는 순서도를 나타내는 도면이다.
도 5는 차체의 휠이 목표조향방향과 다른 방향으로 고장난 경우에, 본 발명의 비상조향제어기능의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 차체의 휠이 목표조향방향과 같은 방향으로 고장난 경우에, 본 발명의 비상조향제어기능의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 보조조향부가 설치된 자율주행 자동차에서 본 발명의 비상조향제어기능을 실행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.FIG. 1 is a diagram showing that the autonomous vehicle of the present invention enhances steering performance by applying a biased braking force in an emergency situation. FIG.
2 is a view for explaining a subject performing the emergency steering control function of the present invention.
3 is a view showing a preferred embodiment of the vehicle body control section of the present invention.
Fig. 4 is a flowchart showing the execution of the emergency steering control function of the present invention. Fig.
5 is a diagram for explaining the operation principle of the emergency steering control function of the present invention when the wheel of the vehicle body is broken in a direction different from the target steering direction.
6 is a view for explaining the operation principle of the emergency steering control function of the present invention when the wheel of the vehicle body is broken in the same direction as the target steering direction.
7 and 8 are diagrams for explaining an example of executing the emergency steering control function of the present invention in an autonomous vehicle equipped with an auxiliary steering section.
It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may obscure the subject matter of the present invention.

본 발명에서 비상상황은 전자식조향부의 조향력만으로 목표진행방향을 추종할 수 없는 경우를 의미한다. 대표적인 예로는 전자식조향부가 고장난 상황이지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 비상상황은 전방장애물 출현으로 인해 전자식조향부가 제공할 수 있는 조향력을 초과하는 조향력이 필요한 상황을 포함할 수 있다. In the present invention, the emergency situation means that the target steering direction can not be followed only by the steering force of the electronic steering unit. A representative example is a situation in which the electronic steering unit is broken, but the present invention is not limited thereto. For example, an emergency situation may include situations where the presence of a frontal obstacle requires a steering force that exceeds the steering force that the electronic steering unit can provide.

도 1은 본 발명의 자율주행 자동차가 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 것을 나타내기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing that the autonomous vehicle of the present invention enhances steering performance by applying a biased braking force in an emergency situation. FIG.

도 1은 본 발명의 자율주행 자동차(100)를 나타낸다. 자율주행 자동차(100)는 차체(110), 전자식조향부(120), 및 네 개의 휠(131, 132, 133, 135)을 포함한다. 도 1의 (a)와 같이 정상적인 상황에서 조향휠(131, 132)의 방향은 차체(110)의 방향과 일치한다.1 shows an autonomous vehicle 100 of the present invention. The autonomous vehicle 100 includes a body 110, an electronic steering unit 120, and four wheels 131, 132, 133 and 135. 1 (a), the directions of the steering wheels 131 and 132 coincide with the direction of the vehicle body 110 in a normal situation.

그런데, 도 1의 (b)와 같이 조향휠(131, 132)이 의도하지 않는 방향으로 오동작하거나, 한쪽방향으로 편향된 채 고장나는 등의 비상상황이 발생하는 경우, 차체의 진행방향(vehicle direction)이 목적진행방향(0° 방향)과 다르게 조향휠(131, 132)의 방향(wheel direction, -30° 방향)을 추종하게 된다.1 (b), when the steering wheel 131 or 132 malfunctions in an unintended direction, or when an emergency occurs such as a failure while being deflected in one direction, (-30 ° direction) of the steering wheel 131 (132) differently from the target traveling direction (0 ° direction).

이때 본 발명의 자율주행 자동차(100)는 도 1의 (c)와 같이 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 확보한다. 예를 들어, 자율주행 자동차(100)는 목표진행방향 측의 휠(132)에 제동력를 인가한다. 한쪽 방향의 휠(132)에만 편향된 제동력이 발생되면 차체에 회전력이 발생하므로, 추가조향력을 확보할 수 있다.At this time, the autonomous vehicle 100 of the present invention activates the emergency steering control function as shown in (c) of FIG. 1 to secure additional steering force. For example, the autonomous vehicle 100 applies the braking force to the wheel 132 on the target traveling direction side. When a braking force biased in only one direction of the wheel 132 is generated, a rotational force is generated in the vehicle body, so that an additional steering force can be secured.

그러면, 차체가 도 1의 (d)와 같이 목표진행방향 측으로 올바르게 나아가도록 할 수 있다. 즉 비록 휠의 방향이 틀어져있지만, 휠과 반대방향으로 휠의 조향력과 대등한 양의 추가조향력이 발생하므로 차체가 목표진행방향으로 조향된다.Then, the vehicle body can be correctly moved to the target traveling direction side as shown in Fig. 1 (d). That is, although the direction of the wheel is changed, an additional steering force is generated in an amount equal to the steering force of the wheel in the direction opposite to the wheel, so that the vehicle body is steered toward the target traveling direction.

도 2는 본 발명의 비상조향제어기능을 수행하는 주체를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a subject performing the emergency steering control function of the present invention.

본 발명은 자율주행을 제어하는 주체로서 자율주행장치(200)를 포함한다. 바람직한 실시예에서 자율주행장치(200)는 도 2에서 알 수 있듯이, 지능형주행보조부(210), 전자식조향부(220), 차체제어부(230), 및 조향각센서(240)을 포함한다.The present invention includes an autonomous mobile device (200) as a subject for controlling autonomous driving. 2, the autonomous navigation apparatus 200 includes an intelligent travel auxiliary unit 210, an electronic steering unit 220, a body control unit 230, and a steering angle sensor 240. [

지능형주행보조부(210)는 목적지에 도달하기 위해 차체의 목표진행방향을 설정하고, 목표진행방향을 추종하기 위한 목표조향각(target angle)을 전자식조향부(220)에 전달하여 자율주행을 제어한다. 또한, 지능형주행보조부(210)는 전자식조향부(220)의 조향력만으로 목표진행방향을 추종할 수 없는 경우 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 확보한다.The intelligent traveling auxiliary unit 210 sets the target traveling direction of the vehicle body to reach the destination and controls the autonomous traveling by transmitting a target angle for following the target traveling direction to the electronic steering unit 220. [ In addition, when the target traveling direction can not be followed by the steering force of the electronic steering unit 220, the intelligent traveling auxiliary unit 210 activates the emergency steering control function to secure additional steering force.

전자식조향부(220)는 목표조향각에 따라 조향휠을 제어한다. 전자식조향부(220)는 모터가 부착된 위치와 성능에 따라 다양한 형태가 존재한다. 전자식조향부(220)는 Electric Power Steering (EPS)로 약칭될 수 있으나, 이와 같은 명칭은 자동차 제조사에 따라 상이해질 수 있으므로 본 발명이 이와 같은 명칭에 한정되는 것은 아니다.The electronic steering unit 220 controls the steering wheel according to the target steering angle. The electronic steering unit 220 may have various shapes depending on the position and performance of the motor. The electronic steering unit 220 may be abbreviated as Electric Power Steering (EPS), but the name of the electronic steering unit 220 may be different depending on the manufacturer of the vehicle, and thus the present invention is not limited thereto.

차체제어부(230)는 목표진행방향 측의 휠에 편향된 제동력을 인가하여 추가조향력을 생성한다. 본 발명에서는 이와 같은 기능을 비상조향제어기능이라고 명명한다. 비상조향제어기능은 Break Steering Control (BSC)로 약칭될 수 있으나 본 발명이 용어에 한정되는 것은 아니다.The vehicle body control unit 230 generates the additional steering force by applying the braking force biased to the wheel on the target traveling direction side. In the present invention, this function is called an emergency steering control function. The emergency steering control function may be abbreviated as Break Steering Control (BSC), but the present invention is not limited thereto.

BSC기능이 활성화되어 차체의 방향을 바로잡는 과도기에서의 편향된 제동력의 방향에 대해 설명하면 다음과 같다. 휠의 방향(좌측 또는 우측방향)이 목표진행방향과 반대방향이면 편향된 제동력은 휠 방향의 반대방향으로 인가된다. 휠의 방향이 목표진행방향과 같은 방향이나 과도하게 돌아가 있는 경우에도 휠 방향의 반대방향으로 편향된 제동력이 인가된다. 휠의 방향이 목표진행방향과 같은 방향이나 부족하게 돌아가 있는 경우에는 휠 방향과 같은 방향으로 편향된 제동력이 인가된다.The direction of the deflected braking force in the transient state in which the BSC function is activated to correct the direction of the vehicle body will be described as follows. When the direction of the wheel (left or right direction) is opposite to the target advancing direction, the biased braking force is applied in the opposite direction of the wheel direction. The braking force biased in the opposite direction of the wheel direction is applied even if the direction of the wheel is in the same direction as the target advancing direction or excessively. When the direction of the wheel is in the same direction as the target advancing direction or when it is deficient, the braking force biased in the same direction as the wheel direction is applied.

과도기가 지나고 차체의 진행방향과 목표진행방향과 일치되는 안정기에서 편향된 제동력을 방향에 대해 설명하면 다음과 같다. 우선, 본 발명의 BSC 기능은 안정기에서도 지속적으로 편향된 제동력을 인가한다. 편향된 휠의 방향으로 발생하는 조향력을 상쇄해서 목표진행방향으로 차체를 주행시키기 위함이다. 즉, ABS 또는 일반적인 ESC의 기능과 달리 일시적으로 동작하는 것이 아니다. 주행이 종료되거나 EPS의 기능이 복구되어 휠을 정상적으로 제어할 수 있을 때까지 본 발명의 BSC는 지속적으로 추가조향력을 제공한다.The braking force deflected in the ballast, which passes through the transient and coincides with the traveling direction of the vehicle body and the target traveling direction, will be described as follows. First, the BSC function of the present invention applies a continuously biased braking force even in a ballast. So as to move the vehicle body in the target advancing direction by canceling the steering force generated in the direction of the biased wheel. In other words, unlike the function of ABS or general ESC, it does not work temporarily. The BSC of the present invention continues to provide additional steering force until the drive is terminated or the function of the EPS is restored and the wheel can be normally controlled.

[ABS와 차이점][Differences from ABS]

비상조향제어기능이 활성화될 때 차체제어부(230)가 한 쪽 방향에 인가하는 제동력은 차체의 조향을 위해 회전력을 발생시키기 위한 것이라는 점에서 ABS(Anti-lock Break System) 기능과 차이가 있다. ABS는 전후방향의 제동력을 인가하는 것이기 때문에 회전력을 강제로 인가하고자하는 본 발명의 BSC와 상이하다. 또한, ABS는 운전자가 가압한 브레이크의 압력 내에서 휠이 잠기지 않게 제어하는 방식이기 때문에 운전자가 브레이크를 밟지 않은 상황에서는 동작하지 않는다. 그러나, 본 발명의 BSC는 자율주행 자동차에서 작동하는 것이며, 운전자가 브레이크를 밟았는지 여부와 상관없이 동작하므로 ABS와 차이가 있다.The braking force applied by the vehicle body control unit 230 in one direction when the emergency steering control function is activated is different from the ABS (Anti-lock Break System) function in that the braking force is for generating a rotational force for steering the vehicle body. The ABS differs from the BSC of the present invention in that the rotational force is forcibly applied because it applies the braking force in the forward and backward directions. Further, since the ABS controls the wheel so as not to be locked within the pressure of the brake applied by the driver, the ABS does not operate in a situation where the driver does not brake the brake. However, the BSC of the present invention operates in an autonomous vehicle and differs from ABS in that it operates regardless of whether the driver has stepped on the brakes.

[일반적인 ESC와 차이점][Differences from common ESC]

한편, 본 발명의 BSC는 휠의 방향과 반대방향으로 의도적으로 편향된 제동력을 인가하여 차체의 진행방향을 수정한다. 반면에 일반적인 상황에서 ESC는 휠의 방향으로 차량의 진행방향을 추종하도록 제어한다. 예를 들어 휠의 방향과 차량의 진행방향이 상이한 상황인 언더스티어 또는 오버스티어 상황에서 일반적인 ESC는 휠의 방향과 차량의 진행방향이 일치하도록 제어한다. 즉, 차량회전의 과부족을 휠방향에 맞게 조율할 뿐이지, 휠방향과 반대방향으로 차량을 회전시키지 않는다. Meanwhile, the BSC of the present invention applies the braking force intentionally biased in the direction opposite to the direction of the wheel to correct the traveling direction of the vehicle body. On the other hand, under normal circumstances, the ESC controls to follow the direction of the vehicle in the direction of the wheel. For example, in an understeer or oversteer situation where the direction of the wheel is different from the direction of the vehicle, the general ESC controls so that the direction of the wheel coincides with the direction of travel of the vehicle. That is, the vehicle is not rotated in the direction opposite to the wheel direction, only by adjusting the excess or the shortage of the vehicle rotation in accordance with the wheel direction.

따라서, 휠의 방향과 반대방향으로 차량을 회전시키는 본 발명의 BSC기능은 일반적인 ESC기능과 정반대의 원리로 동작한다.Therefore, the BSC function of the present invention for rotating the vehicle in the direction opposite to the direction of the wheel operates on the opposite principle to the general ESC function.

조향각센서(240)는 휠의 실제 회전각도인 현재조향각을 측정한다. 조향각센서(240)는 직접적으로 휠이 얼만큼 회전했는지 측정할 수 있다. 바람직한 실시예에서 현재조향각은 지능형주행보조부(210)에 입력된다. 지능형주행보조부(210)는 현재조향각과 목표조향각을 비교하여 전자식조향부(220)의 동작이상을 판별할 수 있다. 또한, 현재조향각은 전자식조향부(220)에 입력될 수 있다. 전자식조향부(220)은 현재조향각과 목표조향각을 비교하여 휠 조향의 과부족을 보정할 수 있다. 또한, 현재조향각은 차체제어부(230)에 입력될 수 있다. 차체제어부(230)는 현재조향각과 지능형주행보조부(210)가 입력한 목표조향각을 비교하여 추가제동력을 얼만큼 생성할지 결정한다. The steering angle sensor 240 measures the current steering angle, which is the actual rotational angle of the wheel. The steering angle sensor 240 can directly measure how much the wheel has rotated. In the preferred embodiment, the current steering angle is input to the intelligent aiding auxiliary part 210. The intelligent traveling auxiliary unit 210 can compare the current steering angle with the target steering angle to determine an operation abnormality of the electronic steering unit 220. [ In addition, the current steering angle may be input to the electronic steering unit 220. The electronic steering unit 220 can correct an excess or deficiency of the wheel steering by comparing the current steering angle and the target steering angle. In addition, the current steering angle can be input to the vehicle body control unit 230. The vehicle body control unit 230 compares the current steering angle and the target steering angle inputted by the intelligent aiding auxiliary unit 210 to determine how much additional braking force should be generated.

도 3은 본 발명의 차체제어부의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a preferred embodiment of the vehicle body control section of the present invention.

도 3의 실시예에서 알 수 있듯이, 본 발명의 차체제어부(230)는 차체제어부(230)의 제어로직을 실행하는 컴퓨팅장치인 전자제어부(ECU, 231), 브레이크에 인가되는 유압을 조정하여 제동력제어하는 유압조정부(HCU, 233), 각각의 휠에 장착된 브레이크(235), 및 휠스피드센서(237)를 포함할 수 있다. 3, the vehicle body control unit 230 of the present invention includes an electronic control unit (ECU) 231, which is a computing device that executes the control logic of the vehicle body control unit 230, and a braking force control unit (HCU) 233, a brake 235 mounted on each wheel, and a wheel speed sensor 237. The hydraulic control unit

휠스피드센서(237)는 휠의 속도를 측정한다. 각각의 휠에 개별적으로 설치될 수 있다. 각각의 휠에 설치된 휠스피드센서의 속도값을 모니터링하면 각 휠의 구동 상태, 차량의 주행속도 등을 판독할 수 있다.The wheel speed sensor 237 measures the speed of the wheel. And can be installed individually on each wheel. By monitoring the speed values of the wheel speed sensors provided on the respective wheels, it is possible to read the driving state of each wheel, the traveling speed of the vehicle, and the like.

한편, 도시하지는 않았지만 본 발명의 차체제어부는 자이로 센서, 가속도 센서를 포함할 수 있다. 자이로 센서는 차량의 회전률을 감지한다. 경우에 따라 복수 개의 자이로 센서가 차량의 특정 부위에 분산되어 설치될 수 있다. 자이로 센서는 차량이 조향에 따라 회전할 때의 각도를 측정할 수 있다. 자이로 센서를 통해 측정한 차량의 회전각도와 조향각센서의 목표조향각을 비교하면 차량이 언더스티어 상태인지 오버스티어 상태인지 판독할 수 있다.Meanwhile, although not shown, the vehicle body control unit of the present invention may include a gyro sensor and an acceleration sensor. The gyro sensor senses the turnover of the vehicle. In some cases, a plurality of gyro sensors may be installed dispersedly in specific areas of the vehicle. The gyro sensor can measure the angle when the vehicle turns with steering. By comparing the turning angle of the vehicle measured with the gyro sensor and the target steering angle of the steering angle sensor, it is possible to read whether the vehicle is understeer or oversteer.

가속도 센서는 차체의 상하좌우 방향에 대한 가속도를 측정한다. 가속도 센서를 이용하면 차량이 가속 중인지 감속 중인지, 또는 측면충격이 발생했는지 등을 알 수 있다.The acceleration sensor measures the acceleration of the vehicle body in the up, down, left, and right directions. Using an acceleration sensor, you can see whether the vehicle is accelerating, decelerating, or having a side impact.

도 4는 본 발명의 비상조향제어기능이 실행되는 순서도를 나타내는 도면이다.Fig. 4 is a flowchart showing the execution of the emergency steering control function of the present invention. Fig.

도 4에서 알 수 있듯이, 지능형주행보조부가 전자식조향부의 오동작을 체크한다(S1100). 전자식조향부는 정상상태에서 차체의 조향휠의 제어한다(S1050). 그러나, 전자식조향부가 오동작하는 경우에 지능형주행보조부는 BSC기능을 활성화하여 차체제어부가 추가조향력을 확보하도록 한다(S1200). 바람직한 실시예에서 지능형주행보조부는 차체제어부에게 목표조향각을 직접 전달하여, 차체제어부가 비상조향제어기능(BSC)을 수행할 수 있도록 한다. 차체제어부는 조향각센서로부터 현재조향각을 직접 수신하여 1) 목표진행방향과 차량진행방향의 차이를 연산하고, 2) 차량진행방향과 현재조향각의 차이를 연산하고, 3) 위 두 값을 합산하여 목표진행방향 측 휠에 인가할 제동력을 연산하여 비상조향제어를 실행할 수 있다. 이하에서 도 5 및 도 6을 이용하여 BSC기능이 활성화된 경우 ESC가 어떻게 추가조향력을 생성하는지 좀 더 구체적으로 설명한다.As shown in FIG. 4, the intelligent traveling assistance unit checks the malfunction of the electronic steering unit (S1100). The electronic steering unit controls the steering wheel of the vehicle body in a steady state (S1050). However, when the electronic steering part malfunctions, the intelligent aiding auxiliary part activates the BSC function so that the body control part secures additional steering force (S1200). In a preferred embodiment, the intelligent aiding sub-unit directly transmits the target steering angle to the body control unit so that the body control unit can perform the emergency steering control function (BSC). The vehicle body control unit receives the current steering angle directly from the steering angle sensor to calculate 1) the difference between the target traveling direction and the vehicle traveling direction, 2) calculates the difference between the vehicle traveling direction and the current steering angle, and 3) The emergency steering control can be executed by calculating the braking force to be applied to the traveling direction side wheel. Hereinafter, using FIG. 5 and FIG. 6, how the ESC generates additional steering force when the BSC function is activated will be described in more detail.

도 5는 차체의 휠이 목표조향방향과 다른 방향으로 고장난 경우에, 본 발명의 비상조향제어기능의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining the operation principle of the emergency steering control function of the present invention when the wheel of the vehicle body is broken in a direction different from the target steering direction.

도 5 (a)에서 알 수 있듯이, 차체진행방향(vehicle direction)과 현재휠방향(wheel direction)의 차이(a1)는 차체진행방향(vehicle direction)을 기준으로 10° 만큼 차이가 난다. 즉, 휠이 10° 만큼 돌아가서 고장난 상황이다. 차체진행방향(vehicle direction)과 목표진행방향(target direction)의 차이(a2)는 목표진행방향(target direction)을 기준으로 20° 만큼 차이가 난다. 목표진행방향(target direction)과 현재휠방향(wheel direction)의 차이(a3)는 목표진행방향(target direction)을 기준으로 30° 만큼 차이가 난다. 즉, 차체진행방향을 - 20° 만큼 회전시켜야 차체진행방향(vehicle direction)과 목표진행방향(target direction)이 일치된다. As shown in FIG. 5 (a), the difference a1 between the vehicle direction and the current wheel direction is different by 10 degrees from the vehicle direction. That is, the wheel turns 10 degrees and is broken. The difference (a2) between the vehicle direction and the target direction differs by 20 degrees from the target direction. The difference (a3) between the target direction and the current wheel direction is different by 30 degrees from the target direction. That is, the direction of the vehicle body and the direction of the target direction coincide with each other when the vehicle body traveling direction is rotated by -20 degrees.

차체제어부가 편향된 제동력을 인가하면 차량에 회전력이 추가되어 도 5 (b)와 같이 a2 및 a3가 감소된다. 이를 좀 더 구체적으로 도면 도 5 (c)와 같다. When the vehicle body control unit applies the biased braking force, the rotational force is added to the vehicle, and a2 and a3 are reduced as shown in Fig. 5 (b). More specifically, FIG. 5 (c) shows the same.

도 5 (c)는 시간변화에 따른 a1, a2, a3의 값을 나타낸다. t1은 BSC 기능이 활성화되기 이전이고, t1에서 t2 사이는 BSC 기능이 동작된 후 과도기를 나타내며, t2 이후는 BSC 기능이 안정기에서 어떻게 동작하는지 나타낸다. BSC 기능이 활성화되면, a2 및 a3는 지속적으로 감소된다. 즉, 차체진행방향(vehicle direction)과 목표진행방향(target direction)이 수렴한다. a1은 변경되지 않는다. Fig. 5 (c) shows the values of a1, a2 and a3 with time variation. t1 is before the BSC function is activated, between t1 and t2 is the transient after the BSC function is activated, and after t2 is how the BSC function is operating in the ballast. When the BSC function is activated, a2 and a3 are continuously reduced. That is, the vehicle direction and the target direction converge. a1 is not changed.

도 5 (d)는 시간변화에 따라 휠에 인가되는 편향된 조향력(d. Power)을 나타낸다. BSC기능이 활성화되기 전에 편향된 조향력은 '0'이고, BSC기능이 활성화되는 t1이후에는 30으로 증가한다. 조향력을 30으로 표시한 것은 목표진행방향과 현재휠방향의 차이인 30°에 상응하는 힘을 인가한다는 의미이다. 이해를 쉽게하기 위한 것이므로 이에 한정될 바는 아니다.5 (d) shows the biased steering force (d. Power) applied to the wheel with time variation. The biased steering force is '0' before the BSC function is activated and increases to 30 after t1 when the BSC function is activated. A steering force of 30 indicates that a force corresponding to 30 degrees, which is the difference between the target traveling direction and the current wheel direction, is applied. It is not intended to limit the scope of the present invention.

과도기에 편향된 조향력은 점차 감소하며 안정기인 t2 이후에는 a1에 해당하는 각도에 대응하기 위한 힘으로 수렴한다. 즉, 차체의 진행방향이 목표진행방향과 일치하는 안정기에 이르더라도, 휠은 여전히 10° 만큼 편향되어 있다. 따라서, BSC가 휠의 고정방향과 반대방향으로 편향된 조향력을 계속 인가해야만 목표진행방향과 차량진행방향이 지속적으로 수렴된다.The steering force biased to transient gradually decreases and converges to a force corresponding to the angle corresponding to a1 after t2, which is the stabilizer. That is, even if the traveling direction of the vehicle body reaches a ballast that coincides with the target traveling direction, the wheel is still deflected by 10 degrees. Therefore, only when the BSC continues to apply the steering force biased in the direction opposite to the fixed direction of the wheel, the target traveling direction and the vehicle traveling direction are continuously converged.

도 6은 차체의 휠이 목표조향방향과 같은 방향으로 고장난 경우에, 본 발명의 비상조향제어기능의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the operation principle of the emergency steering control function of the present invention when the wheel of the vehicle body is broken in the same direction as the target steering direction.

도 6은 도 5의 실시예와 달리 목표진행방향이 현재휠방향과 같은 방향인 경우에 BSC동작을 설명하기 위한 도면이다. 중복된 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.6 is a view for explaining the BSC operation when the target traveling direction is the same as the current wheel direction, unlike the embodiment of FIG. Duplicate descriptions will be omitted and the differences will be mainly described.

도 6의 실시예에서 가장 큰 차이는 전환점이 존재한다는 것이다. 도 6 (d)에서 알 수 있듯이, 전환시간(ts)에서 편향된 조향력의 방향이 전환된다. 즉, t1과 ts 사이에 우측방향의 휠에 20에서 0에 해당하는 힘이 인가되면 차체에 우측방향으로 추가조향력이 인가된다. 그러나, a1과 a2가 일치하고 a3가 0° 가 되는 전환점부터는 휠이 우편향되는 것이 아니라 좌편향되기 시작한다. 그러므로 편향된 조향력의 방향도 전환되어야 한다. The greatest difference in the embodiment of FIG. 6 is that there is a turning point. As shown in Fig. 6 (d), the direction of the biased steering force is switched at the switching time ts. That is, when a force corresponding to 20 to 0 is applied to the wheel in the right direction between t1 and ts, an additional steering force is applied to the vehicle body in the right direction. However, from the turning point at which a1 and a2 coincide and a3 becomes 0, the wheel starts to be leftward rather than posteriorly. Therefore, the direction of the biased steering force must also be reversed.

도 7 및 도 8은 보조조향부가 설치된 자율주행 자동차에서 본 발명의 비상조향제어기능을 실행하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 중복된 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.7 and 8 are diagrams for explaining an example of executing the emergency steering control function of the present invention in an autonomous vehicle equipped with an auxiliary steering section. Duplicate descriptions will be omitted and the differences will be mainly described.

전자식조향부(220)는 메인조향부(221) 및 보조조향부(223)를 포함한다. 보조조향부(223)는 메인조향부(221)가 오동작할 경우를 대비하여 차량에 탑재된다. 즉, 전자식조향부(220)의 리던던시를 확보한다.The electronic steering portion 220 includes a main steering portion 221 and an auxiliary steering portion 223. The auxiliary steering portion 223 is mounted on the vehicle in case the main steering portion 221 malfunctions. That is, the electronic steering unit 220 is secured in redundancy.

지능형주행보조부는 메인조향부가 동작불능인지 판단하고 (S2100), 정상상황에서는 메인조향부만으로 조향을 제어한다. 비상상황에서는 보조조향부를 활성화하고(S2200), 차체제어부의 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 제공한다(S2300).The intelligent aiding sub-unit judges whether the main steering unit is inoperable (S2100), and controls the steering with only the main steering unit in a normal situation. In the emergency situation, the auxiliary steering section is activated (S2200), and the emergency steering control function of the body control section is activated to provide additional steering force (S2300).

보조조향부(223)는 무게와 가격을 고려하여 메인조향부(221)보다 성능이 낮을 수 있다. 그러므로 비상상황에서 BSC기능이 활성화되어 추가조향력을 제공하면 보다 안정적으로 차량의 조향을 제어할 수 있는 효과가 있다.The auxiliary steering unit 223 may have lower performance than the main steering unit 221 in consideration of the weight and the price. Therefore, if the BSC function is activated in an emergency situation and the additional steering force is provided, the steering of the vehicle can be more stably controlled.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.

Claims (5)

자율주행 자동차로서:
목표조향각에 따라 조향휠을 제어하는 전자식조향부(Electric Power Steering);
목적지에 도달하기 위해 차체의 목표진행방향을 설정하고, 상기 목표진행방향을 추종하기 위한 목표조향각을 상기 전자식조향부에 전달하여 자율주행을 제어하는 지능형주행보조부로서, 상기 전자식조향부의 조향력만으로 목표진행방향을 추종할 수 없는 경우 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 확보하는 지능형주행보조부(Advanced Driver Assist System); 및
비상조향제어기능을 실행하기 위해, 목표진행방향 측의 휠에 편향된 제동력을 인가하여 추가조향력을 생성하는 차체제어부(Electric Stability Control)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차.As autonomous vehicles:
An electronic steering unit for controlling the steering wheel according to a target steering angle;
An intelligent traveling auxiliary unit that sets a target traveling direction of a vehicle body to reach a destination and transmits a target steering angle for following the target traveling direction to the electronic steering unit to control autonomous travel, An Advanced Driver Assist System that activates the emergency steering control function to secure additional steering force when the direction can not be followed; And
And a vehicle body control unit (Electric Stability Control) for generating an additional steering force by applying a braking force biased to a wheel on the side of the target traveling direction in order to execute the emergency steering control function. Autonomous driving car to enhance performance. 제1항에 있어서,
상기 전자식조향부는 메인조향부 및 보조조향부를 포함하고,
상기 지능형주행보조부는 메인조향부가 동작불능일 때,
1) 보조조향부를 활성화 하고;
2) 차체제어부의 비상조향제어기능을 활성화하여 추가조향력을 제공하는 것인, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차.The method according to claim 1,
Wherein the electronic steering portion includes a main steering portion and an auxiliary steering portion,
When the main steering unit is inoperable,
1) activate the auxiliary steering section;
2) An autonomous drive vehicle that enhances steering performance by applying a biased braking force in an emergency situation, which activates the emergency steering control function of the body control to provide additional steering force. 제1항에 있어서,
상기 전자식조향부가 작동불능일 때,
상기 지능형주행보조부는 차체제어부에게 상기 목표조향각을 직접 전달하여, 차체제어부가 비상조향제어기능을 수행할 수 있도록 하는 것인, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차.The method according to claim 1,
When the electronic steering unit is inoperable,
Wherein the intelligent aiding auxiliary part directly transmits the target steering angle to the vehicle body control part so that the vehicle body control part can perform the emergency steering control function, and the steering performance is enhanced by applying the braking force biased in the emergency situation. 제3항에 있어서,
휠의 현재조향각을 측정하는 조향각센서를 더 포함하고,
상기 차체제어부는 조향각센서로부터 현재조향각을 직접 수신하여
1) 목표진행방향과 차량진행방향의 차이를 연산하고;
2) 차량진행방향과 현재조향각의 차이를 연산하고;
3) 위 두 값을 합산하여 목표진행방향 측 휠에 인가할 제동력을 연산하여 비상조향제어를 실행하는 것인, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차.The method of claim 3,
Further comprising a steering angle sensor for measuring a current steering angle of the wheel,
The vehicle body control unit receives the current steering angle directly from the steering angle sensor
1) calculating the difference between the target traveling direction and the vehicle traveling direction;
2) calculating the difference between the vehicle traveling direction and the current steering angle;
3) An autonomous driving vehicle that increases the steering performance by applying a biased braking force in an emergency situation, wherein the emergency steering control is executed by calculating the braking force to be applied to the wheel in the target traveling direction by summing the above two values. 제4항에 있어서,
상기 차체제어부는
목표진행방향과 차량진행방향이 수렴한 이후에 차량진행방향과 현재조향각의 차이가 있는 경우,
현재조향각과 반대 방향 측의 휠에 편향된 제동력을 인가하여, 목표진행방향과 차량진행방향이 지속적으로 수렴하도록 제어하는 것인, 비상상황에서 편향된 제동력을 인가하여 조향성능을 강화하는 자율주행 자동차.5. The method of claim 4,
The vehicle body control unit
If there is a difference between the vehicle traveling direction and the current steering angle after the target traveling direction and the vehicle traveling direction converge,
And a braking force biased to the wheel on the opposite side of the current steering angle is applied to control the convergence of the target traveling direction and the vehicle traveling direction so that steering performance is enhanced by applying a biased braking force in an emergency situation.
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