KR20210044329A - 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법 - Google Patents

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조기성
장은호
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Abstract

본 개시는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시에 따른 주행 모드전환 장치는 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정부 및 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 비율 중 적어도 하나를 조절하고, 전타 제어 신호를 변화시켜 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환부를 포함한다.

Description

주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법{Apparatus and Method for switching driving mode}
본 개시는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법에 관한 것이다.
요즘 자율 주행 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 자울 주행은 일반적으로 ADAS(Advanced Driving Assist System)을 통해 주변 차량, 보행자, 방해물, 차선, 교통신호 등의 도로상황을 인식하고, 그 인식된 정보에 근거하여 차량을 자율 주행시키는 것을 특징으로 한다.
자율 주행은 그 레벨에 따라 부분 자율 주행, 조건부 자율 주행, 고도 자율 주행, 마지막으로 완전 자율 주행으로 구분될 수 있다. 어느 레벨에서나 자율 주행으로부터 수동 주행으로 주행 모드를 전환할 필요성이 존재한다. 그 필요성은 운전자의 요청에 따라 발생할 수도 있고, 차량(즉, 자율 주행 디바이스)의 요청에 따라 발생할 수도 있다.
그런데, 주행 모드가 전환되는 동안, 운전자는 주행에 대한 이질감을 느끼게 된다. 따라서, 주행 모드가 전환되는 동안 운전자가 느끼는 이질감을 최소화하는 기술이 요구되고 있다.
한편, 자율 주행하는 차량의 주변에 장애물이 출현하는 경우, 운전자가 직접 조향 휠을 조작하여 회피하는 것이 보다 안정적인 경우가 있다. 따라서, 주행 모드를 신속히 변경하여 주행 안정성을 도모하기 위한 기술이 요구되고 있다.
이러한 배경에서, 본 개시는 긴급 상황이 발생하더라도 주행 모드를 신속히 변경함으로써 주행 안정성과 안전 사고를 방지하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 주행 모드가 천이되는 구간을 조절함으로써 이질감을 최소화하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정부 및 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 비율 중 적어도 하나를 조절하고, 전타 제어 신호를 변화시켜 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환부를 포함하는 주행 모드 전환 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정 단계 및 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 변화 정도 중 적어도 하나를 조절하고, 전타 제어 신호를 변화시켜 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환 단계를 포함하는 주행 모드 전환 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본 개시는 긴급 상황이 발생하더라도 주행 모드를 신속히 변경함으로써 주행 안정성과 안전 사고를 방지하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 주행 모드가 천이되는 구간을 조절함으로써 이질감을 최소화하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 주행 모드 전환 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 따라 동작 가능한 자율 주행 모드의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에 따라 동작 가능한 자율 주행 모드의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제1 실시예 및 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제1 그래프이다.
도 7은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제2 그래프이다.
도 8은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제3 그래프이다.
도 9는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제4 그래프이다.
도 11은 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 개시에 따라 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환하는 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 개시에 따라 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환하는 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는 본 개시에 따른 주행 모드 전환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.
도 1은 본 개시에 따른 주행 모드 전환 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 시스템(100)은 자율 주행 모드와 수동 주행 모드 간의 주행 모드를 전환하는 시스템을 의미할 수 있다. 구체적으로, 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드로 주행 가능한 자차량 자체에서 이상이 발생하거나, 운전자의 상태가 비정상인 경우 등 특정한 조건이 발생한 경우, 주행 모드 전환 시스템(100)은 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하거나, 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환할 수 있다.
여기서, 자율 주행 모드는 부분 자율 주행 내지 완전 자율 주행을 모두 포함하는 모드를 의미할 수 있다.
이러한 주행 모드 전환 시스템(100)은 제1 센서(110)와, 제2 센서(120)와, 모드 전환 스위치(130)와, 주행 모드 전환 장치(140) 및 액추에이터(150) 등을 포함할 수 있다.
제1 센서(110)는 자차량의 주변을 감지하고, 감지한 결과에 대응되는 감지 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력할 수 있다. 예를 들면, 제1 센서(110)는 자차량의 주변의 물체를 감지하고, 감지된 물체에 대한 감지 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 센서(110)는 자차량의 실내를 감지하고, 감지한 결과에 대응되는 감지 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력할 수 있다. 예를 들면, 제1 센서(110)는 자차량의 실내에 존재하는 운전자를 감지하고, 감지된 운전자에 대한 감지 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 감지 대상은 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들면, 자차량의 외부, 내부의 온도가 감지 대상이고, 자차량의 실내에 존재하는 운전자의 움직임, 안구의 깜빡임이나 시선, 심박수 등이 감지 대상이다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 센서(110)는 자차량의 외부 배치될 수 있고, 자차량의 실내에 배치될 수 있다.
이러한 제1 센서(110)는 예를 들어, 카메라(Camera, 111), 레이더(RADAR, 112), 라이다(Lidar, 113), 초음파 센서(Ultra-sonic sensor, 114), 그립 센서(grip sensor, 115), 온도 센서 등일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 그립 센서(115)는 자차량에 배치된 조향 휠(미도시)을 파지하는지 여부, 운전자의 심박수 등을 감지하는 센서를 의미할 수 있다.
제2 센서(120)는 자차량의 주행 상태를 감지하고, 감지한 결과에 대응되는 주행 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력할 수 있다. 예를 들면, 제2 센서(120)는 조향 휠(미도시)의 조향각을 감지하고, 조향각 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 다른 예를 들면, 제2 센서(120)는 자차량의 차속을 감지하고, 차속 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 제2 센서(120)는 예를 들면, 조향각 센서(121), 요레이트 센서(122), 조향 휠의 회전에 의해 발생하는 토크를 감지하는 조향 토크 센서(123), 차속 센서(124), 브레이크 동작 센서(125), 바퀴의 전타각을 감지하는 전타각 센서(126) 등일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 일 예로, 브레이크 동작 센서(125)는 자율 주행 또는 수동 주행하는 자차량에서 운전자가 직접 브레이크 페달을 밟아 발생하는 브레이크 페달 압력을 감지함으로써, 브레이크의 동작을 검출한다. 다른 예로, 브레이크 동작 센서(125)는 자율 주행 또는 수동 주행하는 자차량에서 AEB(Autonomous Emergency Braking) 동작을 감지함으로써, 브레이크의 동작을 검출한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모드 전환 스위치(130)는, 주행 모드를 전환하는 것을 지시하는 스위칭 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력할 수 있다. 이러한 모드 전환 스위치(130)는 사용자 등의 입력에 의해 동작될 수 있다. 예를 들면, 자율 주행하는 자차량에 탑승한 운전자가 모드 전환 스위치(130)를 누르면, 모드 전환 스위치(130)는 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 명령을 지시하는 스위칭 정보를 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 한편, 전술한 스위칭 정보는 전기적 신호 또는 플래그(Flag)에 대응될 수 있다.
주행 모드 전환 장치(140)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 적어도 하나로부터 정보를 입력받아 주행 모드 전환을 결정하고, 주행 모드의 전환이 결정되면, 일정 기간 동안에 각 주행 모드에서의 제어 신호를 조절하여 주행 모드를 전환할 수 있다.
이러한 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드 전환 결정부(141), 주행 모드 전환부(142) 등을 포함할 수 있다.
주행 모드 전환 결정부(141)는 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정할 수 있다.
여기서, 감지 정보는 제1 센서(110)가 자차량의 주변을 감지하여 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한 정보를 의미할 수 있다. 운전자 감지 정보는 제1 센서(110)가 자차량의 실내에 위치한 운전자를 감지하여 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한 정보를 의미할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 주행 정보는 제2 센서(120)에 의해 출력된 정보를 의미할 수 있다.
예를 들면, 운전자의 개입 없이 자차량이 자율 주행하는 경우, 주행 모드 전환 결정부(141)는 운전자 감지 정보에서 운전자가 조향 휠을 파지하는지 여부를 확인하여 주행 모드를 수동 주행 모드로 전환하는 것을 결정한다. 보다 구체적인 방법은 후술하며, 전술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
다른 예를 들면, 운전자가 직접 조향 휠을 파지하여 수동 주행하는 경우, 주행 모드 전환 결정부(141)는 운전자 감지 정보에서 운전자의 안구 움직임을 확인하고 정상 상태일 때의 안구 움직임과 비교함으로써 주행 모드를 자율 주행 모드로 결정한다. 보다 구체적인 방법은 후술하며, 전술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 모드 전환부(142)는 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 비율 중 적어도 하나를 조절하고, 전타 제어 신호의 비율을 변화시켜 주행 모드를 전환할 수 있다.
예를 들면, 주행 모드가 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환되는 것이 결정된 경우, 주행 모드 전환부(142)는 주행 정보로부터 브레이크 동작 여부를 확인하여 천이 구간을 변경하되, 브레이크가 동작하지 않는 경우, 제1 천이 구간 동안에 주행 모드에서의 전타 제어 신호를 조절하며, 브레이크가 동작하는 경우, 제1 천이 구간과 다른 제2 천이 구간 동안에 주행 모드에의 전타 제어 신호를 조절하여 주행 모드를 전환한다. 보다 구체적인 방법은 후술하며, 전술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
다른 예를 들면, 주행 모드가 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환되는 것이 결정된 경우, 주행 모드 전환부(142)는 운전자 감지 정보로부터 천이 구간을 변경하되, 운전자의 상태가 정상인 경우, 제1 천이 구간 동안에 주행 모드에서의 전타 제어 신호를 조절하며, 운전자의 상태가 비정상인 경우, 제1 천이 구간과 다른 제2 천이 구간 동안에 주행 모드에의 전타 제어 신호를 조절하여 주행 모드를 전환한다. 보다 구체적인 방법은 후술하며, 전술한 예시에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 주행 모드에서의 전타 제어 신호는 바퀴의 전타를 제어하는 신호이며, 바퀴의 전타각, 바퀴의 전타 토크 등을 유도하는 제어 신호를 의미할 수 있다. 이러한 전타 제어 신호는 예를 들어, 자율 전타 제어 신호와 수동 전타 제어 신호로 구분될 수 있다. 자율 전타 제어 신호는 자차량이 자율 주행 모드로 주행하는 경우에 자차량의 외부 환경에 기초하여 바퀴의 전타를 제어하는 신호를 의미하고, 수동 전타 제어 신호는 자차량이 자율 수동 주행 모드로 주행하는 경우에 운전자의 조향 휠 조작에 기초하여 바퀴의 전타를 제어하는 신호를 의미한다.
주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드의 전환을 결정하여 주행 모드 전환을 수행하는 경우에 제어 신호를 액추에이터(150)에 출력할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 전술한 전타 제어 신호를 포함할 수 있으며, 운전자에게 반력감을 제공하는 반력 토크 제어 신호를 포함할 수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 주행 모드가 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환되는 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 자율 전타 제어 신호에 의해 자차량이 주행(예를 들어, 조향)하지 않도록 자율 전타 제어 신호를 감소시키고, 운전자의 조향 휠의 조작에 따른 수동 전타 제어 신호에 의해 자차량이 주행(예를 들어, 조향)하도록 수동 전타 제어 신호를 증가시킬 수 있다.
반대로, 주행 모드가 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환되는 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 자율 전타 제어 신호에 의해 자차량이 주행하도록 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 수동 전타 제어 신호를 감소시킬 수 있다.
한편, 자차량이 자율 주행 모드로 주행하는 경우에, 자차량이 적절한 조향을 수행하도록, 주행 모드 전환 장치(140)는 자차량의 외부 환경에 따른 자율 전타 제어 신호를 액추에이터(150)에 지속적으로 출력하여 바퀴의 전타를 제어할 수 있다. 그리고, 자차량이 수동 주행 모드로 주행하는 경우에, 운전자에게 조향 보조력을 제공하도록, 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자의 조향 휠 조작에 따른 수동 전타 제어 신호를 액추에이터(150)에 지속적으로 출력하여 바퀴의 전타를 제어할 수 있다. 즉, 주행 모드 전환 장치(140)는 조향 제어 장치의 조향 제어 기능을 수행할 수도 있다.
주행 모드 전환 장치(140)는 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit), 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴(micom) 등과 같은 전자 제어 장치로 구현될 수 있다.
액추에이터(150)는 주행 모드 전환 장치(140)로부터 제어 신호를 입력 받아 구동할 수 있다. 구체적으로, 액추에이터(150)는 주행 모드 전환 장치(140)로부터 전타 제어 신호를 입력받아 바퀴를 움직이게 할 수 있고, 주행 모드 전환 장치(140)로부터 반력 토크 제어 신호를 입력받아 반력 토크를 생성할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 액추에이터(150)는 조향 입력 액추에이터(151), 조향 출력 액추에이터(152) 등을 포함할 수 있으며, 조향 입력 액추에이터(151)는 조향 휠, 샤프트, 반력 모터 등을 구비할 수 있고, 조향 출력 액추에이터(152)는 조향 모터, 랙(reck), 타이로드, 바퀴 등을 구비할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바의 의하면, 본 개시는 주행 모드 전환 시에 운전자가 느끼는 이질감을 최소화하고, 긴급 상황에서 주행 모드를 신속히 전환함으로써 주행 안정성을 제공할 수 있다.
이하에서는 전술한 주행 모드 전환 시스템(100)의 기능을 수행할 수 있고, 자차량의 조향을 보조하는 기능을 수행하는 조향 보조 시스템(200)의 일 실시예를 설명한다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)은 수동 주행 모드의 경우에 운전자가 쉽게 조향할 수 있도록 조향력을 보조해주고 자율 주행 모드의 경우에 운전자가 조작하지 않고도 자차량의 조향을 수행하는 시스템을 의미한다.
이러한 조향 보조 시스템(200)은 구동 방식에 따라 펌프를 돌려 유압을 발생시켜서 조향 보조력을 제공하는 유압식(Hydraulic Power Steering; HPS)과 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식(Electronic Power Steering; EPS) 등이 있을 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 편의상 전동식 조향 보조 시스템(200)을 기준으로 본 개시를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 조향 입력 액추에이터(210)와 조향 출력 액추에이터(230) 간의 기계적 연결 부재(또는 링키지(Linkage))로 결합되어 있는지 여부에 따라 운전자가 조향 휠(211)을 회전하여 발생된 힘(토크)이 기계적인 동력 전달 장치(예를 들어, 링키지 등)를 통해 조향 모터(231)에 전달되어 조향 모터(231)의 구동에 의해 바퀴(233)가 조타되는 기계식 조향 보조 시스템(200)일 수 있고, 기계적인 동력 전달 장치 대신에 와이어, 케이블 등을 통해 전기적 신호를 송수신하여 동력을 전달하는 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire; SbW) 시스템일 수 있다. 이하에서는 SbW 시스템을 기준으로 조향 보조 시스템(200)을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)은 조향 입력 액추에이터(210), 전자 제어 장치(220) 및 조향 출력 액추에이터(230) 등을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 조향 보조 시스템(200)이 SbW 시스템인 경우, 조향 입력 액추에이터(210)와 조향 출력 액추에이터(230)는 기계적으로 분리되어 있다.
조향 입력 액추에이터(210)는 운전자가 의도하는 조향 정보에 입력되는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 입력 액추에이터(210)는 전술한 바와 같이, 조향 휠(211), 조향 샤프트(212), 반력 모터(213)를 포함할 수 있고, 제2 센서(120)인 조향각 센서(121), 조향 토크 센서(123) 등을 더 포함할 수 있다.
반력 모터(213)는 전자 제어 장치(220)로부터 제어 신호(또는 지령 전류라 함)를 입력받아 조향 휠(211)에 반력을 부여할 수 있다. 구체적으로, 반력 모터(213)는 전자 제어 장치(220)로부터 지령 전류를 입력받아 지령 전류에 의해 지시되는 회전 속도로 구동하여 반력 토크를 생성할 수 있다.
전자 제어 장치(220)는 조향 입력 액추에이터(210)로부터 조향 정보를 입력받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 출력 액추에이터(230)에 출력할 수 있다. 여기서, 조향 정보는 조향각 및 운전자 토크 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
한편, 전자 제어 장치(220)는 조향 출력 액추에이터(230)에서 실제 출력된 동력 정보를 피드백받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 입력 액추에이터(210)에 출력하여, 운전자에게 조향감(조타감)을 제공할 수 있다.
이러한 전자 제어 장치(220)는 전술한 주행 모드 전환 장치(140)와 같이 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴 등으로 구현될 수 있다.
조향 출력 액추에이터(230)는 실제 자차량이 조향하도록 구동하는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 출력 액추에이터(230)는 조향 모터(231), 랙(232), 바퀴(233) 등을 포함할 수 있고, 제2 센서(120)인 차속 센서(124), 랙 위치 센서 등을 더 포함할 수 있다.
조향 모터(231)는 랙(232)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(231)는 전자 제어 장치(220)로부터 지령전류를 입력받아 구동하고, 랙(232)을 축방향으로 직선 운동하게 할 수 있다.
랙(232)은 조향 모터(231)의 구동에 의해 직선 운동을 수행할 수 있으며, 랙(232)의 직선 운동을 통해 바퀴(233)는 좌 또는 우로 조타된다.
도시하지 않았지만, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)은 조향 입력 액추에이터(210)와 조향 출력 액추에이터(230)를 분리하거나 결합 가능한 클러치(Clutch) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 클러치는 전자 제어 장치(220)의 제어에 의해 동작할 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)이 SbW 시스템이고, 자차량이 자율 주행 모드로 주행하는 경우, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(200)은 조향 출력 액추에이터(230)만을 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행하거나, 조향 입력 액추에이터(210)와 조향 출력 액추에이터(230)를 모두 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행할 수 있다.
이하에서는 본 개시에 따른 자율 주행 모드의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 개시에 따라 동작 가능한 자율 주행 모드의 제1 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 개시에 따라 동작 가능한 자율 주행 모드의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
본 개시에 따른 자율 주행 모드는 조향 휠(320)과 바퀴(331, 332)가 같은 선회 방향으로 움직이는 모드이거나, 조향 휠(320)이 바퀴(331, 332)의 움직임, 선회방향과 무관하게 고정되는 모드 등으로 구분될 수 있다. 이러한 모드는 운전자(310)의 선택에 따라 선택적으로 구현될 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들면, 자율 주행 하는 자차량에 포함된 바퀴(331, 332)가 우선회하면, 조향 휠(320)도 함께 우회전한다. 이러한 자율 주행 모드의 실시예에 의하면, 운전자(310)는 조향 휠(320)의 회전만으로 자차량의 선회 방향을 용이하게 예측할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하여 예를 들면, 자율 주행 하는 자차량에 포함된 바퀴(331, 332)가 우선회하더라도, 조향 휠(320)은 특정 회전 각도를 유지한 채 고정된다. 여기서, 특정 회전 각도는 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환될 때 형성되는 각도일 수 있고, 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환될 때 자동으로 정렬된 중립 위치에 대응되는 각도(예를 들어, 0도)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 조향 휠(320)은 중립 위치를 유지한다. 이러한 자율 주행 모드의 실시예에 의하면, 자율 주행 시 불필요한 조향 입력 액추에이터(151)의 구동을 방지하여 에너지를 절약할 수 있고, 수동 주행 모드와 구분됨으로써 운전자(310)에게 편의성을 제공할 수 있으며, 운전자(310)의 시야가 조향 휠(320)의 회전으로 인해 방해되는 현상을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 개시에 따라 주행 모드를 전환 결정하는 방법 및 주행 모드를 전환하는 방법을 구체적으로 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제1 실시예 및 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a를 참조하면, 본 개시에 따른 자차량에서 자율 주행 모드가 운전자의 입력 등에 의해 개시된다(S110).
자율 주행 모드가 개시되면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 정보에서 조향 휠의 조향각속도를 획득하고(S120), 조향각속도와 미리 설정된 기준 조향각속도를 비교한다(S130). 여기서, 조향각속도는 조향각 센서(121)에 의해 감지된 조향각을 시간에 대해 미분 연산되어 주행 정보에 포함된 것일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 주행 모드 전환 장치(140)가 직접 조향각을 시간에 대해 미분 연산하여 조향각속도를 획득할 수도 있다.
한편, 주행 모드 전환 장치(140)는 스위칭 정보가 출력되는지 여부를 판단한다(S140). 여기서, 스위칭 정보는 전술한 바와 같이 스위치(130)에 의해 생성되는 정보일 수 있다. 자차량이 자율 주행하는 경우에 장애물이 출현하지 않는 일반적인 상황에서, 운전자는 조향 휠의 조향각속도와 무관하게 스위치(130)를 조작하여 자차량의 주행 모드를 언제든지 전환할 수 있으므로, 주행 모드 전환 장치(140)는 자율 주행 모드가 개시되면 스위칭 정보가 출력되는지 모니터링한다.한편, 조향각속도가 기준 조향각속도 이상이면, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 것을 결정하고, 천이 구간 동안에 전타 제어 신호를 비선형적으로 변경한다(S151).
만약, 조향각속도가 기준 조향각속도 미만이면, 주행 모드전환 장치(140)는 동작을 종료한다. 이 경우, 주행 모드는 자율 주행 모드로 유지된다.
한편, 스위칭 정보가 출력되면, 주행 모드 전환 장치(140)는 전타 제어 신호를 선형적으로 변경하고(S152), 스위칭 정보가 출력되지 않으면, 주행 모드 전환 장치(140)는 동작을 종료한다. 이 경우, 주행 모드는 자율 주행 모드로 유지된다.
그 다음, 본 개시에 따른 자차량에서 수동 주행 모드가 개시된다(S160).
한편, 도시되어 있지 않지만, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 조향각속도와 기준 조향각속도를 비교하는 방법 대신 브레이크의 동작 유무에 기초하여 긴급 상황인지 여부를 판단하고, 전타 제어 신호를 변경할 수도 있다.
도 5a에 도시된 제1 실시예는 자차량이 자율 주행하는 경우에 장애물이 갑자기 출현하여, 운전자가 조향 휠을 급하게 조작하는 상황에서 적용될 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 중에 발생 가능한 위험 상황에서 주행 모드를 신속하게 변경함으로써 안전 사고를 방지하는 효과를 제공한다.
또한, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자가 느끼는 이질감을 최소화하는 효과를 제공한다.
한편, 운전자가 조향 휠을 급하게 조작하지 않는 경우라도, 조향각속도가 기준 조향각속도 이상인 경우가 있다. 이 경우, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)가 주행 모드를 잘못 변경하는 것을 방지할 필요가 있다.
도 5b를 참조하면, 단계 S110 내지 단계 S130은 도 5a를 참조하여 전술한 바와 같으므로, 생략한다.
이때, 조향각속도가 기준 조향각속도 미만이면, 주행 모드 전환 장치(140)는 동작을 종료한다. 이 경우, 주행 모드는 자율 주행 모드로 유지된다. 한편, 조향각속도가 기준 조향각속도 이상이면, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 것을 결정한다.
예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 주행 정보에서 조향 휠의 조향각속도를 획득하여, 조향각속도와 미리 설정된 기준 조향각속도를 비교한다.
그리고, 조향각속도가 기준 조향각속도 이상이면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자율 주행하는 자차량의 자율 주행 모드를 수동 주행 모드로 전환 결정한다.
그 다음, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 정보에서 자차량의 브레이크가 동작하는지 여부를 확인하고(S141), 브레이크의 동작 유무에 따라 천이 구간을 조절한다.
여기서, 천이 구간은 주행 모드가 변경, 전환되는 기간을 의미하고, 브레이크는 전술한 바와 같이 운전자에 의해 수동적으로 동작되거나, AEB에 의해 자동적으로 동작될 수 있다.
만약, 브레이크가 동작하면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간 동안에 전타 제어 신호를 비선형적으로 변경하고(S151), 브레이크가 동작하지 않으면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간 동안에 전타 제어 신호를 선형적으로 조절한다(S152).
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 주행 정보로부터 브레이크 동작 정보를 확인하고, 자차량의 브레이크가 동작하지 않으면, 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 선형적으로 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 선형적으로 증가시킨다. 만약, 자차량의 브레이크가 동작하면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 비선형적으로 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 비선형적으로 증가시킨다.
한편, 주행 모드 전환 장치(140)는 브레이크의 동작 유무에 따라 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 변화 형태 대신 천이 구간을 조절한다. 즉, 브레이크가 동작하면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 제2 천이 구간으로 조절하여 전타 제어 신호를 조절하고(S151), 브레이크가 동작하지 않으면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 제1 천이 구간으로 조절(또는 설정)하여 전타 제어 신호를 조절한다(S152).
여기서, 제1 천이 구간은 운전자가 모드 전환 스위치(130)로 주행 모드의 전환을 명령할 때 설정되는 기본값일 수 있고, 제2 천이 구간은 긴급한 상황을 대비하여 주행 모드를 신속히 전환하기 위해 제1 천이 구간보다 짧은 기간으로 설정된 값을 의미할 수 있다.
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 주행 정보로부터 브레이크의 동작 여부를 확인하고, 자차량의 브레이크가 동작하지 않으면, 제1 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고, 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다. 만약, 자차량의 브레이크가 동작하면, 주행 모드 전환부(142)는 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 천이 구간을 조절하고, 제2 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다.
한편, 주행 모드 전환 장치(140)는 필요에 따라 천이 구간과 전타 제어 신호의 변화 형태를 모두 조절할 수도 있다.
그 다음, 본 개시에 따른 자차량에서 수동 주행 모드가 개시된다(S160).
한편, 도시되어 있지 않지만, 긴급한 상황에서 운전자가 브레이크를 먼저 밟거나, 자율 주행 하는 자차량이 AEB를 먼저 수행할 수 있으므로, 도 5b에 도시된 제2 실시예에서 단계 S141이 먼저 선행된 후 단계 S130이 수행될 수도 있다. 즉, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 자차량의 브레이크가 동작하는지 여부를 판단한 후(S141) 조향각속도와 기준 조향각속도를 비교하며(S130), 두 단계의 결과에 따라 전타 제어 신호를 변경할 수 있다(S151, S152).
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 긴급 상황 여부를 단계적으로 검토함으로써 주행 모드의 전환에 대한 오동작을 방지하는 효과를 제공할 수 있다.
이하에서는 천이 구간이 조절되는 실시예, 전타 제어 신호가 조절되는 실시예를 그래프로 나타내어 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제1 그래프이고, 도 7은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제2 그래프이며, 도 8은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제3 그래프이다.
운전자가 모드 전환 스위치(130)를 이용해 모드 전환 명령을 내리면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간(T)에 주행 모드에서의 전타 제어 신호를 선형적으로 변경할 수 있다.
도 6을 참조하여 예를 들면, 주행 모드가 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환되는 것이 결정된 경우, 자율 전타 제어 신호는 천이 구간(T) 전에 자차량의 외부 환경에 기초하여 결정되는 특정 비율(예를 들어, 100%)을 가지고, 천이 구간(T) 동안에 선형적으로 감소하며, 천이 구간(T)이 경과한 후에 0으로 유지된다.
동시에, 수동 전타 제어 신호는 천이 구간(T) 전에 0으로 유지되고, 천이 구간(T) 동안에 선형적으로 증가하며, 천이 구간(T)이 경과한 후에 운전자의 조향 휠 조작에 기초하여 결정되는 특정값(예를 들어, 100%)을 가진다.
한편, 자차량의 외부에 예상치 못한 장애물이 감지되는 경우, 운전자는 일반적으로 브레이크를 밟는다. 이 경우, 운전자가 직접 조향 휠을 조작하여 회피 조향을 수행하기 위해 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 신속히 변경될 필요가 있으며, 도 6에 도시된 천이 구간보다 짧게 설정될 필요가 있다.
도 7을 참조하여 예를 들면, 운전자가 모드 전환 스위치(130)를 이용해 모드 전환 명령을 내리는 일반적인 상황의 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 제1 천이 구간(T1) 동안에 자율 전타 제어 신호를 조절한다.
그러나, 예상치 못한 장애물의 출현으로 인해 운전자가 브레이크를 밟거나 AEB가 동작하는 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 제1 천이 구간(T1)보다 짧은 제2 천이 구간(T2)으로 천이 구간을 조절한다. 이때, 자율 전타 제어 신호는 제2 천이 구간(T2) 동안에 선형적으로 감소되고, 수동 전타 제어 신호는 제2 천이 구간(T2)동안에 선형적으로 증가된다.
한편, 전술한 바와 같이, 천이 구간 대신에 전타 제어 신호의 비율이 변화되는 정도가 조절될 수도 있다.
도 8을 참조하여 예를 들면, 주행 모드가 전환되는 동안, 자율 전타 제어 신호는 기울기의 크기가 점점 감소되는 제1 그래프에 따라 비선형적으로 감소된다.
동시에, 주행 모드가 전환되는 동안, 수동 전타 제어 신호는 기울기의 크기가 점점 감소되는 제2 그래프에 따라 비선형적으로 증가된다.
도시되어 있지 않지만, 긴급 상황의 경우에 주행 모드 전환 장치(140)는 도 8에 도시된 바와 같은 전타 제어 신호를 비선형적으로 변경시킬 뿐만 아니라, 도 7에 도시된 바와 같이 천이 구간도 함께 감소시킬 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 주행 모드를 신속히 변경하도록 제어함으로써 안전 사고를 방지할 수 있다.
한편, 운전자가 조향 휠을 급하게 조작하는 경우가 있다. 이 경우, 조향 휠의 조향각과 바퀴의 전타각 간 차이가 크면, 주행 모드가 전환될 때 운전자는 이질감을 크게 느끼게 된다.
도 9는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 개시에 따른 자차량에서 자율 주행 모드가 운전자의 입력 등에 의해 개시된다(S210).
자율 주행 모드가 개시되면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 정보에서 조향각 및 전타각을 획득하고, 조향각과 전타각 간의 차이값을 계산하며(S220), 차이값과 미리 설정된 기준 차이값을 비교한다(S230).
이때, 차이값이 기준 차이값 이상이면, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환 결정한다(S240). 한편, 차이값이 기준 차이값 미만이면, 주행 모드 전환 장치(140)는 동작을 종료한다. 이 경우, 주행 모드는 자율 주행 모드로 유지된다.
예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 주행 정보에서 조향 휠의 조향각과 바퀴의 전타각을 획득하여, 조향각과 전타각 간의 차이값을 계산한다.
그리고, 차이값이 미리 설정된 기준 차이값 이상이면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자율 주행하는 자차량의 자율 주행 모드를 수동 주행 모드로 전환 결정한다.
그 다음, 주행 모드 전환 장치(140)는 차이값에 기초하여 천이 구간, 전타 제어 신호의 변화 형태 중 적어도 하나를 조절한다(S250).
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 조향각과 전타각 간의 차이값에 기초하여 천이 구간을 조절하고, 조절된 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다.
여기서, 차이값이 증가되면, 천이 구간은 증가될 수 있다. 즉, 직접적으로 도시하지 않았지만, 도 7에 도시된 바와 유사하게, 천이 구간(T)이 차이값에 따라 확장되거나 축소된다.
그 다음, 본 개시에 따른 자차량에서 수동 주행 모드가 개시된다(S170).
한편, 전타 제어 신호의 변화 형태도 조향각과 전타각 간의 차이값에 따라 조절될 수 있는데, 이하에서는 조향각과 전타각 간의 차이값에 따라 전타 제어 신호가 조절되는 실시예를 그래프로 나타내어 구체적으로 설명한다.
도 10은 본 개시에 따라 주행 모드가 전환될 때 변화되는 전타 제어 신호의 제4 그래프이다.
본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)에 포함된 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 자율 전타 제어 신호를 감소시키고, 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 수동 전타 제어 신호를 증가시킬 수 있다.
도 10을 참조하여 예를 들면, 제3 그래프는 직선 그래프에 비하여 우상단으로 볼록한 그래프 형태이다. 그리고, 제3 그래프의 경우, 시간이 경과함에 따라 단위 시간당 자율 전타 제어 신호의 변화량(또는 자율 전타 제어 신호의 미분값)인 기울기의 크기가 점점 커진다.
그리고, 제3 그래프는 조향각과 전타각 간의 차이값이 증가됨에 따라 자율 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프이며, 구체적으로, 차이값이 증가할수록 제3 그래프는 더욱 볼록하게 형성된다. 즉, 차이값이 증가하면 제3 그래프의 곡선 형태는 ①에서 ③으로 변하게 된다.
계속해서 도 10을 참조하여 예를 들면, 제4 그래프는 직선 그래프에 비하여 우하단으로 볼록한 그래프 형태이다. 그리고, 제4 그래프의 경우, 시간이 경과함에 따라 단위 시간당 수동 전타 제어 신호의 변화량(또는 수동 전타 제어 신호의 미분값)인 기울기의 크기가 점점 커진다.
그리고, 제4 그래프는 조향각과 전타각 간의 차이값이 증가됨에 따라 수동 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프이며, 구체적으로 차이값이 증가할수록 제4 그래프는 더욱 볼록하게 형성된다. 즉, 차이값이 증가하면 제4 그래프의 곡선 형태는 제3 그래프와 동일하게 ①에서 ③으로 변하게 된다.
도시하지 않았지만, 주행 모드 전환 장치(140)는 전타 제어 신호의 변화 형태를 조절하면서 도 9를 참조하여 전술한 바와 유사하게 천이 구간을 함께 조절할 수도 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드가 전환되는 천이 구간 등을 조절함으로써 주행 모드의 전환 시 운전자가 느끼는 이질감을 최소화할 수 있다.
한편, 운전자가 조향 휠을 바퀴의 선회 방향과 반대 방향으로 회전하는 경우, 운전자는 주행 모드의 전환에 의한 이질감을 더욱 크게 느낄 수 있다.
따라서, 간단하고 빠른 연산 처리를 위해 조향 휠의 회전 방향과 바퀴의 선회 방향의 일치 여부를 판단하여 주행 모드 전환 시 천이 구간, 전타 제어 신호의 변화 형태를 조절할 필요가 있다.
도 11은 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 도 10을 참조하여 전술한 바와 동일하게, 본 개시에 따른 자차량에서 자율 주행 모드가 운전자의 입력 등에 의해 개시되고(S310), 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 조향각과 전타각 간의 차이값을 계산하며(S320), 차이값과 기준 차이값을 비교(S330) 및 비교 결과에 따라 주행 모드를 전환하는 것을 결정한다(S340).
여기서, 주행 모드의 전환이 결정되면, 주행 모드 전환 장치(140)는 조향각의 부호와 전타각의 부호 간의 일치 여부를 판단한다(S350). 이는 조향 휠의 회전 방향과 바퀴의 회전 방향을 비교하기 위함이며, 조향 휠, 바퀴 각각의 회전 방향은 수학적으로 부호를 이용해 표현될 수 있고, 마찬가지로 조향 휠, 바퀴의 회전에 따라 발생하는 조향각과 전타각의 방향도 수학적 부호를 이용해 표현될 수 있기 때문이다.
조향각의 부호와 전타각의 부호가 일치하면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 제1 천이 구간으로 조절 및/또는 전타 제어 신호를 선형적으로 변경한다. 만약, 조향각의 부호와 전타각의 부호가 불일치하면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 제2 천이 구간으로 조절 및/또는 전타 제어 신호를 비선형적으로 변경한다.
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 조향각의 부호와 전타각의 부호를 비교한다. 조향각의 부호와 전타각의 부호가 일치하면, 주행 모드 전환부(142)는 제1 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다. 조향각의 부호와 전타각의 부호가 불일치하면, 주행 모드 전환부(142)는 제1 천이 구간보다 더 긴 제2 천이 구간으로 천이 구간을 조절하고, 제2 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다.
다른 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 조향각의 부호와 전타각의 부호를 비교한다. 조향각의 부호와 전타각의 부호가 일치하면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 선형적으로 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 선형적으로 증가시킨다. 조향각의 부호와 전타각의 부호가 불일치하면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 비선형적으로 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 비선형적으로 증가시킨다.
여기서, 조향각의 부호와 전타각의 부호가 일치하면, 자율 전타 제어 신호와 수동 전타 제어 신호는 도 6, 도 7에 도시된 바와 유사하게 선형적으로 변한다.
한편, 도 10에 도시된 바와 유사하게, 조향각의 부호와 전타각의 부호가 불일치하면, 자율 전타 제어 신호는 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 비선형적으로 감소된다.
마찬가지로, 도 10에 도시된 바와 유사하게, 조향각의 부호와 전타각의 부호가 불일치하면, 수동 전타 제어 신호는 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 비선형적으로 증가된다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 연산 속도를 증대시키면서 주행 모드의 전환 시 운전자가 느끼는 이질감을 최소화할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 개시에 따른 자율 주행 모드에서 차량은 조향 휠이 바퀴의 움직임과 무관하게 고정된 채로 자율 주행할 수 있다. 이 경우, 운전자는 차량이 조향 휠이 바퀴의 움직임에 따라 함께 움직이며 자율 주행하는 경우에 있어서 주행 모드가 전환될 때보다 더 큰 이질감을 느낄 수 있다.
이하에서는 조향 휠이 바퀴의 움직임과 무관하게 고정된 채 차량이 자율 주행하는 경우에 주행 모드의 전환 여부를 결정하는 방법 및 주행 모드의 전환 방법을 구체적으로 설명한다.
도 12는 본 개시에 따라 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환하는 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 개시에 따른 자율 주행 모드가 도 4에 도시된 바와 같이 조향 휠이 고정된 상태에서 차량이 자율 주행하는 모드로 개시된다(S410).
이때, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 도 4에 도시된 바와 같은 자율 주행 모드가 개시될 때 제2 센서(120)에 의해 감지된 조향 휠의 회전 각도를 저장한다(S420).
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 자차량이 자율 주행을 개시할 때, 주행 정보에서 회전 각도를 획득하여 미리 저장한다. 이때, 조향 휠이 중립 위치에 고정된다면, 미리 저장되는 회전 각도는 0이다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그 다음, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자가 조향 휠을 파지하는지 여부를 확인한다(S430). 구체적으로, 주행 모드 전환 장치(140)는 제2 센서(120)인 그립 센서(115)에 의해 감지된 감지 정보를 통해 운전자가 조향 휠을 파지하는 여부를 확인한다.
만약, 운전자가 조향 휠을 파지하는 것으로 확인된 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드를 자율 주행 모드에서 수동 주행 모드로 전환 결정한다(S440). 한편, 운전자가 조향 휠을 파지하지 않는 것을 확인된 경우, 주행 모드 전환 장치(140)는 동작을 종료한다. 이 경우, 주행 모드는 자율 주행 모드로 유지된다.
예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자차량이 자율 주행하는 경우에 조향 휠의 회전 각도가 바퀴의 전타각과 무관하게 일정하게 유지되는 경우, 운전자 감지 정보에 기초하여 운전자가 조향 휠을 파지하는지 여부를 확인한다. 운전자가 조향 휠을 파지한 것으로 판단되면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자차량의 자율 주행 모드를 수동 주행 모드로 전환 결정한다.
그 다음, 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 정보에서 바퀴의 전타각을 획득한다(S450). 구체적으로, 주행 모드 전환 장치(140)는 자율 주행 모드가 수동 주행 모드로 전환 결정 직전에 바퀴의 전타각을 획득한다. 그리고, 주행 모드 전환 장치(140)는 미리 저장한 조향 휠의 회전 각도와 바퀴의 전타각 간의 차이값을 계산하며(S460), 전술한 차이값에 기초하여, 천이 구간 및 전타 제어 신호의 변화 형태 중 적어도 하나를 조절한다(S470).
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 자율 주행 모드가 수동 주행 모드로 전환되기 전, 주행 정보에서 바퀴의 전타각을 획득하고, 미리 저장된 회전 각도와 전타각 간의 차이값에 기초하여 천이 구간을 조절하며, 조절된 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다.
다른 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 자율 주행 모드가 수동 주행 모드로 전환되기 전, 주행 정보에서 바퀴의 전타각을 획득하고, 미리 저장된 회전 각도와 전타각 간의 차이값에 기초하여 결정되는 그래프에 따라 전타 제어 신호를 조절한다. 이때, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 자율 전타 제어 신호를 감소시키고, 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 수동 전타 제어 신호를 증가시킨다.
여기서, 제3 그래프 및 제4 그래프는 도 10에 도시된 바와 동일하며, 전술한 바와 유사하게, 제3 그래프는 회전 각도와 전타각 간의 차이값이 증가됨에 따라 자율 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프이다. 그리고, 제4 그래프는 회전 각도와 전타각 간의 차이값이 증가됨에 따라 수동 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프일 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 주행 모드가 전환되는 천이 구간, 전타 제어 신호의 비율을 조절함으로써 주행 모드의 전환 시 운전자가 느끼는 이질감을 최소화할 수 있다.
한편, 운전자가 졸음 운전을 하거나, 운전자의 건강 상태가 악화되는 등 긴급한 상황의 경우, 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 신속히 변경될 필요가 있다.
도 13은 본 개시에 따라 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환하는 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 개시에 따른 수동 주행 모드가 개시된다(S510). 전술한 바와 같이, 수동 주행 모드는 운전자의 입력, 도 5 내지 도 11을 참조하여 전술한 주행 모드 전환 등에 의해 개시된다.
그 다음, 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자의 주행 패턴, 운전자의 상태 등을 분석하고(S520). 그리고, 운전자의 주행 패턴, 운전자의 상태 등이 비정상이면(S530), 주행 모드 전환 장치(140)는 수동 주행 모드에서 자율주행 모드로 전환 결정한다(S540).
여기서, 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자의 주행 패턴만을 분석할 수 있고, 운전자의 상태만을 분석할 수도 있으며, 운전자의 주행 패턴과 운전자의 상태 모두 분석할 수도 있다.
예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 주행 정보에 기초하여 운전자의 주행 패턴을 분석하고, 분석 결과, 운전자의 주행 패턴이 비정상이면, 수동 주행하는 자차량의 수동 주행 모드를 자율 주행 모드로 전환 결정한다.
구체적으로, 주행 모드 전환 결정부(141)는 주행 정보에서 단위 시간 동안 조향각, 전타각의 방향(또는 부호)가 바뀌는 횟수를 측정하고, 측정된 횟수가 미리 설정된 기준 횟수 이상이면, 운전자의 주행 패턴이 비정상인 것으로 판단한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 운전자 감지 정보에서 운전자의 안구 움직임 및 운전자의 심박수 중 적어도 하나를 획득하여, 운전자의 상태를 분석하고, 분석 결과, 운전자의 상태가 비정상이면, 수동 주행하는 자차량의 수동 주행 모드를 자율 주행 모드로 전환 결정한다.
구체적으로, 내부에 설치된 제1 센서(110)인 카메라(111)가 운전자의 얼굴영역에서 홍채 영역을 탐지하고, 홍채 중심점에 대한 연산을 수행하여 이를 운전자 감지 정보에 포함시켜 주행 모드 전환 장치(140)에 출력한다. 주행 모드 전환 결정부(141)는 홍채 중심점에 대한 움직임과 미리 설정된 정상 움직임 패턴을 비교하고, 홍채 중심점에 대한 움직임이 정상 움직임 패턴과 일치하지 않으면, 운전자의 상태가 비정상인 것으로 판단한다.
여기서, 홍채 영역을 탐지하는 방법은 제1 센서(110)에 의해 촬영된 이미지를 이진변환 영상으로 처리하고, 이를 다시 영상 분할(Segmentation)하며, R, G, B 색차를 이용해 홍채영역을 판명한다. 그리고, ROI(Region Of Interest) 영역을 통해 홍채영역을 설정하는 방법일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 예시 이외에도 제1 센서(110)인 카메라(111)가 운전자의 안구의 개폐 상태를 검출하고, 주행 모드 전환 장치(140)는 단위 시간 동안 안구가 개방되지 않으면, 운전자의 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 제1 센서(110)인 그립 센서(115)는 조향 휠을 파지한 운전자의 심박수를 검출한다. 주행 모드 전환 결정부(141)는 운전자 감지 정보에서 운전자의 심박수를 획득하고, 운전자의 심박수와 미리 설정된 정상 심박수를 비교하며, 운전자의 심박수와 정상 심박수 간의 차이가 미리 설정된 오차 범위에 포함되지 않으면, 운전자의 상태가 비정상인 것으로 판단한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
주행 모드의 전환이 결정되면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 조절한다(S551). 한편, 주행 모드 전환 장치(140)는 전타 제어 신호의 변화 형태를 조절한다(S552). 단계 S551 및 S552는 전술한 바와 유사하게 어느 하나만이 선택적으로 수행되거나, 두 프로세스가 수행되되 동시 또는 이시에 수행될 수 있다.
먼저, 운전자의 주행 패턴에 기초하여 주행 모드의 전환이 결정된 경우, 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 운전자의 주행이 정상인 경우에 대응되는 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 천이 구간을 조절하고, 제2 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 증가시키고 수동 전타 제어 신호를 감소시킨다. 이때, 제1 천이 구간 및 제2 천이 구간은 도 7에 도시된 바와 유사하게 표현될 수 있다.
다른 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제1 그래프에 따라 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제2 그래프에 따라 수동 전타 제어 신호를 감소시킨다. 이때, 제1 그래프와 제2 그래프는 도 8에 도시된 바와 유사하게 표현될 수 있다.
한편, 운전자의 상태에 기초하여 주행 모드의 전환이 결정된 경우, 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 운전자의 상태가 정상인 경우에 대응되는 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 천이 구간을 조절하고, 제2 천이 구간 동안 자율 전타 제어 신호를 증가시키고 수동 전타 제어 신호를 감소시킨다. 이때, 제1 천이 구간 및 제2 천이 구간은 도 7에 도시된 바와 유사하게 나타낼 수 있다.
다른 예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제1 그래프에 따라 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제2 그래프에 따라 수동 전타 제어 신호를 감소시킨다. 이때, 제1 그래프와 제2 그래프는 도 8에 도시된 바와 유사하게 나타낼 수 있다.
그 다음, 본 개시에 따른 자율 주행 모드가 개시된다(S560).
한편, 주행 모드 전환 장치(140)가 운전자가 조향휠을 파지하지 않는지 여부로 수동 주행 모드에서 자율 주행모드로 전환하는 것으로 결정하여, 주행 모드의 전환 결정에 대한 연산 절차가 보다 간소화될 수 있다.
도 14는 본 개시에 따라 수동 주행 모드에서 자율 주행 모드로 전환하는 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 개시에 따른 수동 주행 모드가 개시되고(S610), 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 운전자 감지 정보에 기초하여 운전자의 파지 여부를 확인하며(S620), 운전자가 조향 휠을 파지하지 않으면, 주행 모드 전환 장치(140)는 수동 주행 모드에서 자율주행 모드로 전환 결정한다(S630).
예를 들면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자차량이 수동 주행하는 경우에 운전자 감지 정보에 기초하여 운전자가 조향 휠을 파지하지 않는지 여부를 확인하고, 운전자가 조향 휠을 파지하지 않은 것으로 판단되면, 주행 모드 전환 결정부(141)는 자차량의 수동 주행 모드를 자율 주행 모드로 전환 결정한다.
주행 모드의 전환이 결정되면, 주행 모드 전환 장치(140)는 천이 구간을 조절한다(S641). 한편, 주행 모드 전환 장치(140)는 전타 제어 신호의 변화 형태를 조절한다(S642). 도 13을 참조하여 전술한 바와 같이, 단계 S641 및 S642는 선택적으로 수행되거나, 함께 수행될 수 있다.
예를 들면, 주행 모드 전환부(142)는 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 수동 전타 제어 신호를 감소시킨다. 이때, 제3 그래프 및 제4 그래프는 도 10에 도시된 바와 유사하게 나타낼 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 장치(140)는 연산 속도를 증대시키면서 주행 모드의 전환 시 운전자가 느끼는 이질감을 최소화할 수 있다.
이하에서는 전술한 본 개시를 모두 수행할 수 있는 주행 모드 전환 방법을 설명한다.
도 15는 본 개시에 따른 주행 모드 전환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 본 개시에 따른 주행 모드 전환 방법은 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정 단계(S710) 및 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 변화 정도 중 적어도 하나를 조절하고, 전타 제어 신호를 변화시켜 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환 단계(S720) 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본 개시는 긴급 상황이 발생하더라도 주행 모드를 신속히 변경함으로써 주행 안정성과 안전 사고를 방지하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 주행 모드가 천이되는 구간을 조절함으로써 이질감을 최소화하는 주행 모드 전환 장치 및 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 과제 해결 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 주행 모드 전환 시스템 110: 제1 센서
120: 제2 센서 130: 모드 전환 스위치
140: 주행 모드 전환 장치 150: 액추에이터
151, 210: 조향 입력 액추에이터 152, 230: 조향 출력 액추에이터
200: 조향 보조 시스템 220: 전자 제어 장치

Claims (26)

  1. 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정부; 및
    상기 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 상기 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 비율 중 적어도 하나를 조절하고, 상기 전타 제어 신호를 변화시켜 상기 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환부를 포함하는 주행 모드 전환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 주행 정보에서 조향 휠의 조향각속도를 획득하여, 상기 조향각속도와 미리 설정된 기준 조향각속도를 비교하고,
    상기 조향각속도가 상기 기준 조향각속도 이상이면, 자율 주행하는 상기 자차량의 상기 자율 주행 모드를 상기 수동 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 주행 정보로부터 브레이크의 동작 여부를 확인하고,
    상기 자차량의 브레이크가 동작하지 않으면, 제1 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고, 수동 전타 제어 신호를 증가시키고,
    상기 자차량의 상기 브레이크가 동작하면, 상기 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 상기 천이 구간을 조절하고, 상기 제2 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 주행 정보로부터 브레이크 동작 정보를 확인하고,
    상기 자차량의 상기 브레이크가 동작하지 않으면, 상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 선형적으로 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 선형적으로 증가시키고,
    상기 자차량의 브레이크가 동작하면, 상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 비선형적으로 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 비선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자율 전타 제어 신호는,
    상기 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 점점 감소되는 제1 그래프에 따라 비선형적으로 감소되고,
    상기 수동 전타 제어 신호는,
    상기 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 점점 감소되는 제2 그래프에 따라 비선형적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 주행 정보에서 조향 휠의 조향각과 바퀴의 전타각을 획득하여, 상기 조향각과 상기 전타각 간의 차이값을 계산하고,
    상기 차이값이 미리 설정된 기준 차이값 이상이면, 자율 주행하는 상기 자차량의 상기 자율 주행 모드를 상기 수동 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 조향각과 상기 전타각 간의 상기 차이값에 기초하여 상기 천이 구간을 조절하고,
    조절된 상기 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 천이 구간은,
    상기 차이값이 증가되면, 증가되는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 상기 자율 전타 제어 신호를 감소시키고,
    상기 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 상기 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 그래프는,
    상기 차이값이 증가됨에 따라 상기 자율 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프이고,
    상기 제4 그래프는,
    상기 차이값이 증가됨에 따라 상기 수동 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프인 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호를 비교하고,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호가 일치하면, 제1 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시키고,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호가 불일치하면, 상기 제1 천이 구간보다 더 긴 제2 천이 구간으로 상기 천이 구간을 조절하고, 상기 제2 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호를 비교하고,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호가 일치하면, 상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 선형적으로 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 선형적으로 증가시키고,
    상기 조향각의 부호와 상기 전타각의 부호가 불일치하면, 상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 비선형적으로 감소시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 비선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자율 전타 제어 신호는,
    상기 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 비선형적으로 감소되고,
    상기 수동 전타 제어 신호는,
    상기 주행 모드가 전환되는 동안, 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 비선형적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 자차량이 자율 주행하는 경우에 조향 휠의 회전 각도가 바퀴의 전타각과 무관하게 일정하게 유지되는 경우, 상기 운전자 감지 정보에 기초하여 운전자가 상기 조향 휠을 파지하는지 여부를 확인하고,
    상기 운전자가 상기 조향 휠을 파지한 것으로 판단되면, 상기 자차량의 상기 자율 주행 모드를 상기 수동 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 자차량이 상기 자율 주행을 개시할 때, 상기 주행 정보에서 상기 회전 각도를 획득하여 미리 저장하고,
    상기 자율 주행 모드가 상기 수동 주행 모드로 전환되기 전, 상기 주행 정보에서 바퀴의 전타각을 획득하고,
    상기 회전 각도와 상기 전타각 간의 차이값에 기초하여 상기 천이 구간을 조절하고,
    조절된 상기 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호를 감소시키고 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  16. 상기 주행 모드 전환부는,
    상기 자차량이 상기 자율 주행을 개시할 때, 상기 주행 정보에서 상기 회전 각도를 획득하여 미리 저장하고,
    상기 자율 주행 모드가 상기 수동 주행 모드로 전환되기 전, 상기 주행 정보에서 바퀴의 전타각을 획득하고,
    상기 회전 각도와 상기 전타각 간의 차이값에 기초하여 결정되는 그래프에 따라 상기 전타 제어 신호를 조절하고,
    상기 천이 구간 동안에 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 상기 자율 전타 제어 신호를 감소시키고,
    상기 천이 구간 동안에 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 상기 수동 전타 제어 신호를 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 그래프는,
    상기 차이값이 증가됨에 따라 상기 자율 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프이고,
    상기 제4 그래프는,
    상기 차이값이 증가됨에 따라 상기 수동 전타 제어 신호의 기울기의 변화량이 증가되는 그래프인 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 주행 정보에 기초하여 운전자의 주행 패턴을 분석하고,
    분석 결과, 상기 운전자의 주행이 비정상이면, 수동 주행하는 상기 자차량의 상기 수동 주행 모드를 상기 자율 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 운전자의 주행이 정상인 경우에 대응되는 상기 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 상기 천이 구간을 조절하고, 상기 제2 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호를 증가시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제1 그래프에 따라 상기 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 상기 천이 구간 동안에 상기 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제2 그래프에 따라 상기 수동 전타 제어 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 운전자 감지 정보에서 운전자의 안구 움직임 및 상기 운전자의 심박수 중 적어도 하나를 획득하여, 상기 운전자의 상태를 분석하고,
    분석 결과, 상기 운전자의 상태가 비정상이면, 수동 주행하는 상기 자차량의 상기 수동 주행 모드를 상기 자율 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 운전자의 상태가 정상인 경우에 대응되는 상기 제1 천이 구간보다 더 짧은 제2 천이 구간으로 상기 천이 구간을 조절하고, 상기 제2 천이 구간 동안 상기 자율 전타 제어 신호를 증가시키고 상기 수동 전타 제어 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제1 그래프에 따라 상기 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 상기 천이 구간 동안에 상기 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 감소되는 제2 그래프에 따라 상기 수동 전타 제어 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환 결정부는,
    상기 자차량이 수동 주행하는 경우에 상기 운전자 감지 정보에 기초하여 운전자가 조향 휠을 파지하지 않는지 여부를 확인하고,
    상기 운전자가 상기 조향 휠을 파지하지 않은 것으로 판단되면, 상기 자차량의 상기 수동 주행 모드를 상기 자율 주행 모드로 전환 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 주행 모드 전환부는,
    상기 천이 구간 동안에 상기 자율 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제3 그래프에 따라 상기 자율 전타 제어 신호를 증가시키고, 상기 천이 구간 동안에 상기 수동 전타 제어 신호의 기울기의 크기가 증가되는 제4 그래프에 따라 상기 수동 전타 제어 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 주행 모드 전환 장치.
  26. 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 주행 모드를 자율 주행 모드 및 수동 주행 모드 중 어느 하나로 전환하는 것으로 결정하는 주행 모드 전환 결정 단계; 및
    상기 주행 모드가 전환되는 것이 결정되면, 주행 정보, 감지 정보 및 운전자 감지 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 주행 모드가 전환되는 천이 구간과 상기 주행 모드에서의 전타 제어 신호의 변화 정도 중 적어도 하나를 조절하고, 상기 전타 제어 신호를 변화시켜 상기 주행 모드를 전환하는 주행 모드 전환 단계를 포함하는 주행 모드 전환 방법.
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