KR20220048526A - 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법 - Google Patents

자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 목표주행경로까지 차량을 주행시키도록 제어하는 방법으로서, 샤시 시스템의 고장 발생 정도의 기준인 스레스홀드를 설정하는 단계; 상기 스레스홀드를 이용하여 샤시 시스템의 부분 고장 또는 완전 고장 여부를 판단하는 단계; 조향 시스템과 트윈클러치를 협조 제어하는 제1 모드, 트윈클러치를 단독 제어하는 제2 모드 및 일반 주행으로 제어하는 제3 모드 중 어느 모드인지 판단하는 단계; 및 조향 오차를 제거하도록 상기 제어 모드에 따라 자율주행차량을 주행시키도록 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법{VEHICLE CONTROL SYSTEM OF AUTONOMOUS VEHICLE WHEN CHASSIS PARTS GENERATING ERROR}
본 발명은 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법으로서, 더욱 자세하게는 자율주행차량의 주행 중 샤시 부품의 고장이 발생한 경우 자율주행차량이 목표 경로를 추종하여 주행하도록 트윈클러치 또는 조향 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다.
자율주행차량은 운전자가 직접 조작하지 않아도 주행환경을 인식해 위험을 판단하고 주행경로를 계획하여 운전자 주행조작을 최소화하며, 스스로 안전하게 운행하는 차량이다. 자율주행차량에 탑재된 자율주행제어부는 차량 내 장착된 엔진 시스템, 조향 시스템, 제동 시스템 등의 샤시 시스템과 연결되어 차량을 제어한다.
한편, 자율주행차량의 주행 중 외부 충격에 의하거나 내부적 요인에 의해 샤시 시스템이 정상 작동되지 않을 수 있다. 이러한 상황에서 자율주행이 불가능한 경우라면 2차 사고가 발생될 확률이 높으므로 자율주행차량을 목표주행경로를 따라 이동시킬 수 있는 기술이 필요하다.
차량의 사고 발생 후 차량을 제어하기 위한 종래기술이 아래과 같이 개시되어 있다.
(종래기술 1) 미국 등록특허 US 10,486,662(DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING BRAKING DURING COLLISION)는, 차량에 외부 충격이 가해지면 이를 감지하여 응급 센터에 통지하고, 브레이크를 제어함으로써 차량을 정차시켜 추가 사고를 방지하는 기술이다.
(종래기술 2) 미국 등록특허 US 8,874,279(VEHICLE-INCIDENT DETECTION METHOD AND SYSTEM)는, 차량 사고 감지 방법에 관한 것으로 차량 사고 이벤트 발생시 클라우드 컴퓨팅 시스템은 차량 데이터와 추가 차량 데이터를 분석하여 사고 발생을 감지하는 기술이다.
(종래기술 3) 한국 등록특허 제10-0980933호(사고후의 차량 제어방법)은, 차량의 사고 발생이 감지되면 엔진의 상태 및 운전자의 운전의지를 고려하여 엔진을 제어하는 기술이다.
그러나, 종래기술 1은 단순히 차량을 정차시킬 뿐 차량을 계속 주행시키는 기술이 아니고, 종래기술 2는 사고 감지에 관한 기술이고 차량을 이동 제어하는 기술이 아니며, 종래기술 3은 엔진을 제어하여 차량을 이동시키고 있으나 운전자의 의지가 개입되므로 자율주행차량에는 적용되기 어려운 기술이다.
미국 등록특허 US 10,486,662 미국 등록특허 US 8,874,279 한국 등록특허 제10-0980933호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 자율주행차량의 주행 중 사고 발생 시 조향 시스템 및 제동 시스템이 부분 고장인 상황이라도 조향 시스템 또는 트윈클러치의 제어를 통해 목표 주행 경로를 따라 차량 주행을 제어할 수 있는 새로운 형태의 발명을 제시하고자 한다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 엔진 시스템, 조향 시스템, 제동 시스템 및 트윈 클러치를 포함하는 샤시 시스템의 고장 발생 정도의 기준인 스레스홀드를 설정하는 설정단계; 상기 스레스홀드를 이용하여 상기 샤시 시스템의 부분 고장 또는 완전 고장 여부를 판단하는 파악단계; 상기 엔진 시스템 및 트윈클러치가 정상 작동되는 상황에서 상기 조향 시스템 또는 제동 시스템의 완전 고장이 아니라면, 조향 시스템과 트윈클러치를 협조 제어하는 제1 모드, 트윈클러치를 단독 제어하는 제2 모드 및 일반 주행으로 제어하는 제3 모드 중 어느 모드인지 판단하는 판단단계; 자율주행차량의 주행 중 목표 조향각과 실제 조향각의 차이인 조향각 오차가 발생되어 현재주행경로가 목표주행경로를 추종하지 못하면 상기 조향각 오차를 감소시키는데 필요한 추가 조향량을 산출하고, 상기 추가 조향량을 만족하도록 상기 판단단계에서 판단된 모드에 따라 자율주행차량의 좌우 바퀴에 구동토크를 배분하도록 트윈클러치를 제어하거나 조향 시스템을 제어하는 제어단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 발생된다.
첫째, 자율주행차량의 사고 발생 후 조향 시스템 또는 트윈클러치 제어를 통해 자율주행차량이 목표주행경로를 따라 계속 주행할 수 있는 효과가 발생된다.
둘째, 제1 모드에서는 조향 시스템과 트윈클러치의 협조 제어가 가능하므로 제2 모드 보다 차량이 신속하게 조향될 수 있는 효과가 발생된다.
셋째, 스레스홀드를 이용하여 조향 시스템 또는 제동 시스템의 고장 여부를 알 수 있으므로 제1 모드 내지 제3 모드를 판단하는 과정이 명확하다.
넷째, 선회 구간에서 제동 시스템을 이용하지 않으므로 제동 토크 증가로 인해 연비가 나빠지는 현상이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법에 필요한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1에서 차량의 이동 제어에 필요한 일부 구성을 나타낸 도면이고, 도 2b는 트윈클러치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤시 시스템의 고장 발생 정도를 판단하는 순서도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 조향각 0°근처에 조향각 오차가 있을 경우 조향 시스템의 고장 발생 확률값을 계산하는 그래프이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 조향각 0°근처에 조향각 오차가 없을 경우 조향 시스템의 고장 발생 확률값을 계산하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 제어 전 차량의 쏠림을 방지하기 위해 계산되어야 할 사항을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 시스템의 부분 고장인 상황에서 조향 시스템 이용이 불가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 11b는 도 11a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 11c는 도 11a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 12a는 도 11a에서 조향 시스템 이용이 가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 12b는 도 12a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 12c는 도 12a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 시스템 및 제동 시스템의 부분 고장인 상황에서 조향 시스템 이용이 가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 13b는 도 13a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 13c는 도 13a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 14a는 도 13a에서 조향 시스템 이용이 불가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 14b는 도 14a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 14c는 도 14a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 자율주행차량의 주행 중 사고 발생 시 샤시 시스템의 고장이 발생한 경우에도 목표주행경로를 따라 차량을 주행 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법에 필요한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2a는 도 1의 시스템 구성 중 이동 제어에 필요한 일부 구성을 나타낸 도면이고, 도 2b는 트윈클러치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법은, 자율주행제어부(100), 샤시 시스템(200), 차량 주행 제어 설정부(300), 정보입력부(400) 및 메모리부(500)를 포함한다. 각각의 구성은 모듈화 되어 분리가 가능하며, 각 시스템에 포함된 제어부마다 별도로 탑재된 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 제어 기능 및 통신 기능이 수행되거나, 하나의 ECU에 의해 각 제어부의 기능 수행이 가능하다. 이러한 ECU 모듈은 설정된 프로그램에 의하여 작동되는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있고, 후술할 작동 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
자율주행제어부(100)는 운전자가 브레이크, 핸들, 가속페달 등을 제어하지 않아도 주행 시 정보입력부(400)에 의한 내외부 정보 감지 및 처리기능을 가지고 주변환경을 인식하여 목표주행경로를 자체적으로 결정한다. 자율주행제어부(100)는 샤시 시스템(200), 차량 주행 제어 설정부(300), 정보입력부(400) 및 메모리부(500)와 유선 또는 무선 통신이 가능하다.
샤시 시스템(200)은 엔진 시스템(210), 조향 시스템(220), 제동 시스템(230) 및 트윈클러치 시스템(240)을 포함한다. 엔진 시스템(210)은 구동토크의 발생 및 제어를 위한 각종 부품을 포함하는 개념이고, 조향 시스템(220)은 차량의 조향을 조종하는 각종 부품을 포함하는 개념이며, 제동 시스템(230)은 제동토크의 발생 및 제어를 위한 각종 부품을 포함하는 개념이다. 엔진 시스템(210), 조향 시스템(220) 및 제동 시스템(230)은 공지된 부품이 사용될 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면 제동 시스템(230)에는 유압 제동 구성 부품과 EPB(Electronic Parking Brakes)를 포함한다. 유압 제동 구성 부품은 자율주행제어부(100)의 요구에 따라 제동 유압을 생성시켜 각 차륜(FL, FR, RL, RR)에 설치된 휠 실린더로 유압을 전달시켜 마찰 제동을 수행한다. EPB는 전자식 주차 브레이크로서 시동을 끄면 자동으로 브레이크가 작동하고 시동을 켜고 액셀을 밟으면 자동으로 브레이크가 풀리는 부품으로서, 본 발명의 일 실시예에서는 후륜(RL, RR)에 작동되나 반드시 이에 한정되지 않고 전륜 또는 전후륜에 모두 작동될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 유압 제동과 EPB의 제어는 제동 제어부(234)에서 통합 관리된다.
트윈클러치 시스템(240)은 트윈클러치(242)와 트윈클러치 제어부(244)를 포함한다. 트윈클러치(242)는 엔진 시스템에서 발생된 구동토크를 좌우 바퀴에 배분하는 장치로서, 전륜 또는 후륜에 장착된다. 트윈클러치(242)는 디퍼렌셜 기어(Differential Gear)를 대체한다. 디퍼렌셜 기어는 좌우 바퀴에 동일한 구동토크를 전달하는데, 한 쪽 바퀴가 미끄러운 노면 등에 있는 경우 구동토크가 작게 걸리는 바퀴에 집중되기 때문에 바퀴가 헛도는 현상이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해 트윈클러치(242)는 좌우 바퀴에 각각 연결된 클러치를 통해 구동토크를 개별적으로 배분할 수 있다. 예를 들어 트윈클러치(242)는 좌우 바퀴 중 어느 한 바퀴에 더 큰 구동토크를 배분할 수 있고, 좌우 바퀴에 균등하게 구동토크를 배분할 수 있다.
트윈클러치 제어부(244)는 자율주행제어부(100)의 제어 신호를 수신하여 좌우 바퀴에 구동토크를 배분하도록 제어한다.
차량 주행 제어 설정부(300)는 스레스홀드 설정부(310), 차량 상태 파악부(320), 제어 모드 판단부(330), 조향 오차량 계산부(340)를 포함한다.
스레스홀드 설정부(310)는 샤시 시스템(200)의 고장 발생 정도의 기준인 스레스홀드를 설정한다. 차량 상태 파악부(320)는 스레스홀드 설정부(310)에서 설정된 스레스홀드를 이용하여 샤시 시스템(200)의 고장 정도를 판단한다. 제어 모드 판단부(330)는 샤시 시스템(220)의 고장 발생 정도에 따라 조향 시스템과 트윈클러치의 협조 제어 모드, 트윈클러치의 단독 제어 모드 및 일반 주행 제어 모드 중 어느 하나의 제어 모드를 판단한다. 조향 오차량 계산부(340)는 자율주행차량의 주행 중 조향각 오차가 발생되어 차량의 좌우 방향 중 어느 하나의 방향으로 쏠림 현상이 발생되는 경우 쏠림 방향을 판단하고, 쏠림 현상을 제거하기 위한 추가 조향량 및 추가 트윈클러치 토크를 계산한다.
정보입력부(400)는 차량 내부 정보 및 외부 정보를 수집한다. 여기서, 차량 내부 정보는 차량 내부 상태를 파악할 수 있는 각종 센서, 예를 들어 휠속 센서, 요레이트 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서 등에 의해 수집된 정보를 의미한다. 차량 외부 정보는 차량 외부 상태를 파악할 수 있는 각종 센서, 예들 들어 RADAR, LIDAR, 영상 센서, GPS, 네비게이션, IoT(Internet Of Things)모듈, V2V(Vehicle-to-Vehicle) 등에 의해 수집된 정보를 의미한다.
메모리부(500)는 정보입력부(400)에서 수집된 차량 내부 정보 및 외부 정보를 저장하고, 차량 이동 제어 설정부(300)의 연산 과정에 필요한 정보를 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 구성을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 우선 자율주행차량의 주행 중 샤시 시스템(200)의 고장 발생 정도를 판단하기 위한 기준인 스레스홀드를 설정하는 단계가 수행된다(S100). 이는 스레스홀드 설정부(310)에서 수행된다.
샤시 시스템(200)은 주행 중 외부 충격 또는 내부 시스템의 오류 등 다양한 원인으로 정상 작동하지 않을 수 있다. 고장 발생 정도는 자율주행이 어느 정도 가능한 부분 고장과 자율주행이 불가능한 정도의 완전 고장으로 분류될 수 있다. 이때, 부분 고장과 완전 고장을 판단하기 위한 기준인 스레스홀드의 설정이 필요하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
자율주행차량은 현재주행경로가 미리 설정된 목표주행경로를 추종하도록 샤시 시스템(200)을 제어한다. 만일 현재주행경로와 목표주행경로의 차이가 발생하면 샤시 시스템(200)의 고장 발생 확률이 크다고 판단될 수 있다. 고장 발생 확률에 따라 부분 고장과 완전 고장으로 분류될 수 있는데, 부분 고장의 상태는 현재주행경로가 목표주행경로를 약간씩 추종하지 못하는 상태이고, 완전 고장의 상태는 현재주행경로가 목표주행경로를 지속적으로 추종하지 못하는 상태를 의미한다.
도 4를 참조하면, 스레스홀드 설정부(310)는 현재주행경로와 목표주행경로의 차이인 추종 에러가 발생되면 미리 설정된 Threshold_1 과 비교한다(S110). 이때, 주행 중 일정 시간 동안 추종 에러가 Threshold_1 보다 크면 counting up하고(S112), 추종 에러가 Threshold_1 보다 작으면 counting down 함으로써(S114) 누적된 추종 에러가 산출된다(S116). 이후, 스레스홀드 설정부(310)는 누적된 추종 에러를 상기 Threshold_1과 다시 비교한다(S120). 이때, 누적된 추종 에러가 Threshold_1 보다 크면 자율주행의 기능이 약화된 것으로 판단하여(S122) 부분 고장의 판단의 기준인 스레스홀드를 Threshold_1 으로 설정한다(S124). 반대로, 누적된 추종 에러가 Threshold_1 보다 작으면 자율주행이 가능한 것으로 판단하여(S126) 스레스홀드를 Threshold_1'으로 설정한다(S128). 여기서 Threshold_1' 은 Threshold_1 보다 작은 값이다.
도 5를 참조하면, 스레스홀드 설정부(310)는 현재주행경로와 목표주행경로의 차이인 추종 에러가 발생되면 미리 설정된 Threshold_2 와 비교한다(S130). Threshold_2는 Threshold_1 보다 큰 값이다. 이때, 주행 중 일정 시간 동안 추종 에러가 Threshold_2 보다 크면 counting up하고(S132), 추종 에러가 Threshold_2 보다 작으면 counting down 함으로써(S134) 누적된 추종 에러가 산출된다(S136). 이후, 스레스홀드 설정부(310)는 누적된 추종 에러를 상기 Threshold_2 와 다시 비교한다(S140). 이때, 누적된 추종 에러가 Threshold_2 보다 크면 자율 주행 능력이 상실된 것으로 판단하여(S142) 완전 고장의 판단의 기준인 스레스홀드를 Threshold_2 으로 설정한다(S144). 반대로, 누적된 추종 에러가 Threshold_2 보다 작으면 자율 주행 능력이 약화된 것으로 판단하여(S146) 스레스홀드를 Threshold_2'으로 설정한다(S148). 여기서 Threshold_2' 은 Threshold_2 보다 작은 값이다.
부분 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법과 완전 고장의 판단 기준인 스레스홀드를 설정하는 방법은 동시에 수행될 수 있다. 즉, 자율주행차량이 주행 중 현재주행경로가 목표주행경로를 추종하는 정도의 차이가 작으면 부분 고장의 스레스홀드가 설정되고, 차이가 크면 완전 고장의 스레스홀드가 설정된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 샤시 시스템(200)의 부분 고장 및 완전 고장의 판단 기준은 누적 추종 에러의 크기에 따라 각각 2개의 스레스홀드(Threshold_1, Threshold_1', Threshold_2, Threshold_2')로 설정되었으나, 스레스홀드는 누적 추종 에러의 크기에 따라 다양한 수로 설정되거나, 각각 1개의 스레스홀드(Threshold_1, Threshold_2)로 설정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤시 시스템의 고장 발생 정도를 판단하는 순서도이다. 도 6에서는 부분 고장의 스레스홀드가 Threshold_1으로 설정되고, 완전 고장의 스레스홀드가 Threshold_2로 설정되었다.
다음으로, 도 3을 참조하면 스레스홀드 설정부(310)에서 설정된 스레스홀드를 이용하여 샤시 시스템(200)의 고장 여부를 판단하는 단계가 수행된다(S200). 이는 차량 상태 파악부(320)에서 수행된다.
도 6을 참조하면, 차량 상태 파악부(320)는 샤시 시스템(200) 중 엔진 시스템(210), 조향 시스템(220), 제동 시스템(230) 및 트윈클러치 시스템(240)의 부품인 액츄에이터를 체크하여 고장 발생 확률값을 계산한다(S205). 여기서 고장 발생 확률값은 고장 전 액츄에이터와 고장 후 액츄에이터의 성능 비교를 통해 계산될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 조향각 0°근처에 조향각 오차가 있을 경우 조향 시스템의 고장 발생 확률값을 계산하는 그래프이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 조향각 0°근처에 조향각 오차가 없을 경우 조향 시스템의 고장 발생 확률값을 계산하는 그래프이다.
이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 샤시 시스템 중 조향 시스템이 고장난 경우에 고장 발생 확률값을 계산하기 위한 방법을 설명한다.
도 7a 및 도 7b의 가장 위 그래프(E1, F1)는 목표 조향각과 실제 조향각의 관계를 나타낸 그래프이고, 가운데 그래프(E2, F2)는 제1 조향오차게인을 나타낸 그래프이며, 가장 밑의 그래프(E3, F3)는 고장 발생 확률값의 크기를 나타낸 그래프이다. 각 그래프의 X축은 조향각으로서 0°에서 ±720°의 범위가 나타난다.
자율주행차량의 주행 중 조향 시스템이 고장나면 목표 조향각과 실제 조향각 사이에 차이가 발생된다. 여기서 목표 조향각과 실제 조향각의 차이를 조향각 오차라 한다. 도 7a에서는 조향각 0°근처(N)에서 조향각 오차가 크게 발생되고, 도 7b에서는 조향각 0°근처(N)에서 조향각 오차가 작게 발생된다. 제1 조향오차게인은 미리 설정된 값으로 조향각 0°근처에서 크게 설정되고 조향각이 0°에서 멀어질수록 작게 설정된다. 이는 차량의 직진 주행이 많으므로 조향각 0°근처에서 조향각 오차를 더 크게 반영시키기 위함이다. 조향 시스템의 고장 발생 확률값은 조향각 오차의 면적과 제1 조향오차게인을 연산(예를 들어 곱하기)하여 산출된다.
상술한 내용은 조향 시스템이 고장난 경우 고장 발생 확률값을 계산하는 방법에 관한 것이나, 예를 들어 제동 시스템의 경우에 목표 브레이크 압력 대비 실제 브레이크 압력의 크기를 비교하여 고장 발생 확률값이 산출될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 차량 상태 파악부(320)는 각 시스템 부품의 고장 발생 확률값을 Threshold_1과 비교한다(S210). 각 부품의 고장 발생 확률값이 Threshold_1 보다 작으면 정상이라고 판단한다(S222). 각 부품의 고장 발생 확률값이 Threshold_1 보다 크면 Threshold_2와 비교한다(S220). 각 부품의 고장 발생 확률값이 Threshold_2 보다 크면 완전 고장이라고 판단하고(S224), Threshold_2 보다 작으면 부분 고장이라고 판단한다(S226).
한편, 샤시 시스템 중 완전 고장이라고 판단되면 외부 시스템에 응급 신호가 전송될 수 있다(S228). 응급 신호에는 사고 발생 후의 차량 상태 정보 등이 포함될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
다음으로, 도 3을 참조하면 차량 상태 파악부(320)에서 판단된 샤시 시스템의 고장 발생 정도에 따라 어떠한 제어 모드로 차량 주행을 제어할지 판단하는 단계가 수행된다(S300). 이는 제어 모드 판단부(330)에서 수행된다. 제어 모드는 조향 시스템 및 트윈클러치의 협조 제어 모드, 트윈클러치의 단독 제어 모드 및 일반 주행 제어 모드로 구분될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제어 모드 판단부(330)는 엔진 및 트윈클러치의 정상 작동 여부를 고려하고(S310), 엔진 및 트윈클러치가 정상 작동되면 조향 시스템 또는 제동 시스템이 완전 고장인지 여부를 고려한다(S320). 만일 엔진 및 트윈클러치가 정상 작동되지 않고, 조향 시스템 또는 제동 시스템이 완전 고장이라면 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 제어가 수행되지 않는다(S322). 조향 시스템 또는 제동 시스템이 완전 고장이 아니라면 제어 모드 판단부(330)는 조향 시스템이 부분 고장인지 여부와 제동 시스템이 부분 고장인지 여부를 고려한다(S330, S340). 조향 시스템과 제동 시스템이 부분 고장인 경우 주행 중 조향각 오차가 발생되는지 고려하고(S350), 조향각 오차가 발생되지 않으면 주행 중 조향각 오차가 발생되는지 계속 판단한다. 주행 중 조향각 오차가 발생되면, 조향 시스템을 이용할 수 있는 영역인지 고려한다(S360). 조향각 오차가 발생되는 원인은 조향 시스템 자체의 부분 고장으로 조향 오류가 발생되거나 제동 시스템의 부분 고장으로 인해 좌우 바퀴 중 어느 한 바퀴에 편제동이 발생되는 경우를 포함한다. 조향 시스템은 부분 고장 상태이므로 조향 시스템을 이용할 수 있는 영역과 이용할 수 없는 영역으로 구분될 수 있는데, 자세한 사항은 후술하기로 한다. 조향 시스템을 이용할 수 있는 영역이라면 조향 시스템 및 트윈클러치의 협조 제어 모드(이하, '제1 모드'라 함)로 판단하고(S362), 조향 시스템을 이용할 수 없는 영역이라면 트윈클러치의 단독 제어 모드(이하, '제2 모드'라 함)로 판단한다(S364). 한편, 조향 시스템 및 제동 시스템의 부분 고장이 아니라고 판단되면 조향 시스템 및 제동 시스템이 정상 범위이므로 일반 주행 제어 모드(이하, '제3 모드'라 함)로 판단한다(S342).
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 조향 시스템은 정상이고 제동 시스템이 부분 고장이거나, 제동 시스템이 정상이고 조향 시스템이 부분 고장인 경우에도 조향각 오차가 발생되는지 판단하여 제1 모드 또는 제2 모드로 판단한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 제어 전 차량의 쏠림을 방지하기 위해 계산되어야 할 사항을 나타낸 순서도이다. 이는 조향 오차량 계산부(340)에서 수행된다.
조향 오차량 계산부(340)는 자율주행차량의 주행 중 조향각 오차가 발생되면 차량이 좌우 방향 중 어느 방향으로 쏠리는지 판단한다(S402). 쏠림 방향은 조향각 오차가 발생되는 방향으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 차량을 기준으로 좌측 방향으로 조향각 오차가 발생되면 쏠림 방향은 좌측이라고 판단될 수 있다.
조향 오차량 계산부(340)는 조향각 오차를 제거하기 위해 추가되어야 할 조향량을 계산한다(S404). 추가 조향량은 추가될 조향각 오차 면적에 미리 설정된 제2 조향오차게인을 연산(예를 들어 곱하기)하여 산출된다. 조향 오차량 계산부(340)는 쏠림 방향 및 추가 조향량에 맞추어 추가 되어야 할 트윈클러치의 구동토크 및 좌우 바퀴에 배분할 양을 계산한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
다음으로, 도 3을 참조하면 위에서 판단된 제어 모드에 따라 차량을 목표주행경로로 계속 주행하도록 제어하는 단계가 수행된다(S500). 이는 자율주행제어부(100), 제동 제어부(234), 조향 제어부 및 트윈클러치 제어부(244)에서 수행된다.
제1 모드에서 자율주행제어부(100)는 조향 시스템이 작동되도록 조향 제어부에 제어 신호를 송신하고, 엔진에서 발생된 구동토크가 좌우 바퀴에 배분되도록 트윈클러치 제어부(244)에 제어 신호를 송신한다(S502). 이때 차량의 쏠림 방향을 고려하여, 쏠림 반대 방향으로 차량의 조향이 이루어지도록 조향 시스템에 제어 신호를 송신하고, 좌우 바퀴 중 쏠림 방향에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분되도록 트윈클러치 제어부(244)에 제어 신호를 송신한다. 예를 들어, 차량이 좌측 방향으로 쏠리는 경우 조향이 우측 방향으로 작동되도록 조향 시스템에 제어 신호를 송신하고, 좌우 바퀴 중 좌측 방향에 더 큰 구동토크가 배분되도록 트윈클러치 제어부(244)에 제어 신호를 송신한다. 여기서, 조향 시스템의 조향량과 트윈클러치의 구동토크 배분량의 합은 조향 오차량 계산부(340)에서 계산된 추가 조향량과 같다.
제2 모드에서 자율주행제어부(100)는 엔진에서 발생된 구동토크가 좌우 바퀴에 배분되도록 트윈클러치 제어부(244)에 제어 신호를 송신한다(S504). 제2 모드에서는 조향 시스템을 이용하지 못하는 경우이므로 트윈클러치의 단독 제어만 수행될 수 있다. 이때 차량의 쏠림 방향을 고려하여, 쏠림 반대 방향으로 차량의 조향이 이루어지도록 좌우 바퀴 중 쏠림 방향에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분되도록 트윈클러치 제어부(244)에 제어 신호를 송신한다. 여기서, 트윈클러치의 구동토크 배분량은 조향 오차량 계산부(340)에서 계산된 추가 조향량에 따른다.
제3 모드에서는 각 부품이 정상이므로 통상적인 자율주행 제어가 수행된다.
이후, 자율주행제어부(100)는 차량이 목표지점에 도달하였는지 판단하고(S510), 차량이 목표지점에 도달하였다면 차량 주행 제어를 종료한다(S512). 반대로 차량이 아직 목표지점에 도달하지 못하였다면 차량 상태를 파악하기 위한 스레스홀드 설정 단계로 되돌아가 지금까지의 과정을 반복한다(S514).
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 시스템의 부분 고장인 상황에서 조향 시스템 이용이 불가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 11b는 도 11a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 11c는 도 11a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 11a 내지 도 11c는 조향 시스템의 부분 고장이 발생될 상황을 나타낸다. 이때, 제동 시스템은 정상 작동되거나, 부분 고장이되 편제동이 발생되지 않는 경우로 가정한다.
도 11a를 참조하면, X축은 조향각/조향기어비이고, Y축은 타이어각이다. 조향기어비는 감속비로서 조향 핸들이 움직인 양과 피트먼 암이 움직인 양의 비율이다. 조향 시스템이 정상 작동되는 상황에서 조향각/조향기어비와 타이어 각은 그래프 상에서 비례하여 나타나지만(도 11a의 S), 조향 시스템의 부분 고장으로 인해 조향각/조향기어와 타이어각이 비례하지 않아(도 11a의 S') 조향 시스템 이용이 불가능한 영역이 나타난다.
도 11b를 참조하면, 목표 조향각에 대해 타이어각이 좌측으로 기울어져 조향 오차가 발생되고, 차량의 좌측 쏠림 현상이 나타난다. 이러한 조향 오차를 제거하기 위해 트윈클러치를 통해 쏠림 방향(좌측 방향)에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분된다. 도 11b에 도시된 좌우 바퀴의 구동토크 배분비는 6:4이다.
도 11c를 참조하면, 차속이 일정하게 유지된 상태에서 차량이 직진 구간을 지나 선회 구간으로 진입한 상황이 예시되어 있다. 도 11c에는 조향 그래프와 토크 그래프가 도시되어 있다. 토크 그래프는 엔진 토크 그래프(a), 좌우 바퀴의 구동토크 배분 그래프(b) 및 좌우 바퀴의 제동토크 그래프(c)로 나타난다. 여기서, 엔진 토크는 구동토크와 제동토크의 합이다. 조향 그래프에서 목표 조향각이 시간축의 위쪽에 있으면 좌회전, 아래쪽에 있으면 우회전하는 상황을 의미한다. 토크 그래프에서 구동토크가 시간축의 위쪽에 있으면 토크 증가를 의미하고 아래쪽에 있으면 토크 감소를 의미한다.
한편, 조향 그래프 및 토크 그래프를 해석하는 기준은 후술할 도 12c, 도 13c 및 도 14c에서도 동일하게 적용된다.
도 11c에 도시된 직진 구간을 살펴보면 차량의 목표 조향각은 0°로서 일정하게 유지되고, 좌우 바퀴의 구동토크는 동일하게 배분되어 변동이 없으며, 제동토크도 발생되지 않은 상태이다.
도 11c에 도시된 선회 구간을 살펴보면 차량이 좌회전 또는 우회전을 해야 하므로 목표 조향각이 변한다. 도 11c의 조향 그래프를 참조하면, 선회 구간 중 제1 구간에서는 목표 조향각이 시간축 위에 있으므로 좌회전 하는 상황이 발생되고, 제2 구간에서는 목표 조향각이 시간축 밑에 있으므로 우회전 하는 상황이 발생된다. 이때, 제1 구간 중 u1 영역은 목표 조향각이 조향 제어가 가능한 영역을 벗어나므로 조향 시스템 이용이 불가능한 영역이다. 따라서 u1 영역에서는 제2 모드로 판단될 수 있다. u1 영역에서 실제 조향각은 목표 조향각 보다 아래에 있으므로 차량이 원래 좌회전 해야 하는 조향량 보다 적은 방향(우측 방향)으로 쏠리는 상황이다. 따라서, 조향 오차량 계산부(340)는 쏠림 방향(우측 방향)을 고려하여 추가 조향량을 계산한다. 자율주행제어부(100)는 u1 영역에서 상기 추가 조향량을 만족하도록 트윈클러치를 제어하여 우측 바퀴에는 구동토크를 크게 배분시키고 좌측 바퀴에는 구동토크를 작게 배분시킨다. 제2 구간 중 u2 영역은 목표 조향각이 조향 제어가 가능한 영역을 벗어나므로 조향 시스템 이용이 불가능한 영역이다. 따라서 u2 영역에서는 제2 모드로 판단될 수 있다. u2 영역에서 실제 조향각은 목표 조향각 보다 위에 있으므로 차량이 원래 우회전 해야 하는 조향량 보다 적은 방향(좌측 방향)으로 쏠리는 상황이다. 조향 오차량 계산부(340)는 쏠림 방향(좌측 방향)을 고려하여 추가 조향량을 계산한다. 자율주행제어부(100)는 u2 영역에서 트윈클러치를 제어하여 좌측 바퀴에는 구동토크를 크게 배분시키고 우측 바퀴에는 구동토크를 작게 배분시킨다. 도 11c의 a 및 c를 참조하면 제동 시스템이 작동하지 않는 상태이므로 엔진토크와 제동토크가 일정함을 알 수 있다.
한편, 제1 구간 중 u1을 제외한 영역 및 제2 구간 중 u2를 제외한 영역에서는 조향 시스템의 이용과 함께 트윈클러치를 통해 좌우 바퀴에 기본 구동토크가 배분된다. 기본 구동토크는 도 11c의 구동토크 배분 그래프(b)에서 점선(b_1, b_2)으로 도시되었다.
도 12a는 도 11a에서 조향 시스템 이용이 가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 12b는 도 12a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 12c는 도 12a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 12a에는 조향 시스템 이용이 가능한 영역이 도시되었다. 도 12a 내지 도 12c는 조향 시스템의 부분 고장이 발생된 상황을 나타낸다. 이때, 제동 시스템은 정상 작동되거나, 부분 고장이되 편제동이 발생되지 않는 경우로 가정한다.
도 12b를 참조하면, 목표 조향각에 대해 타이어각이 좌측으로 기울어져 조향 오차가 발생되고, 차량의 좌측 쏠림 현상이 나타난다. 이러한 조향 오차를 제거하기 위해 조향 시스템을 통해 우측으로 조향되고, 트윈클러치를 통해 쏠림 방향(좌측 방향)에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분된다. 이때, 조향 시스템이 이용되므로 동일한 조건에서 조향 시스템이 이용되지 않는 경우 보다 쏠림 방향에 위치한 바퀴에는 구동토크가 덜 배분될 수 있다(도 11b 및 도 12b 비교). 즉, 이 경우 조향 시스템과 트윈클러치의 협조 제어를 통해 조향이 빨리 수행되는 효과가 발생된다. 도 12b에 도시된 좌우 바퀴의 구동토크 배분비는 55:45이다.
도 12c를 참조하면, 차속이 일정하게 유지된 상태에서 차량이 직진 구간을 지나 선회 구간으로 진입한 상황이 예시되어 있다.
도 12c에 도시된 직진 구간에 대한 설명은 도 11c에서 설명된 직진 구간과 동일하다.
도 12c의 조향 그래프를 참조하면, 선회 구간 중 제1 구간에서는 목표 조향각이 시간축 위에 있으므로 좌회전 하는 상황이 발생되고, 제2 구간에서는 목표 조향각이 시간축 밑에 있으므로 우회전 하는 상황이 발생된다. 제1 구간 및 제2 구간에서는 목표 조향각이 조향 제어가 가능한 영역에 위치하므로 조향 시스템 이용이 가능한 영역이다. 따라서 제1 구간 및 제2 구간에서는 제1 모드로 판단될 수 있다. 상술한 그래프 해석 기준에 따라 제1 구간에서는 차량의 우측 쏠림 현상이 발생되고 제2 구간에서는 차량의 좌측 쏠림 현상이 발생된다. 이때, 조향 오차량 계산부(340)는 각 구간에서 추가 조향량을 계산한다. 자율주행제어부(100)는 추가 조향량에 따라 조향 시스템 및 트윈클러치의 구동토크 배분 제어를 수행한다. 다만, 제1 모드에서는 조향 시스템의 조향 제어가 수행되므로 트윈클러치의 구동토크 배분량은 추가 조향량에서 조향 시스템이 개입된 양을 제외하고 계산된다. 도 11c와 비교하면 기본 구동토크(b'_1, b'_2)에 비해 구동토크의 배분량이 줄어들었음을 확인할 수 있다. 도 12c의 a' 및 c'를 참조하면 제동 시스템이 작동하지 않는 상태이므로 엔진토크와 제동토크가 일정함을 알 수 있다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 시스템 및 제동 시스템의 부분 고장인 상황에서 조향 시스템 이용이 가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 13b는 도 13a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 13c는 도 13a의 조향 시스템 이용이 가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 13a에는 조향 시스템 이용이 가능한 영역이 도시되었다. 도 13a 내지 도 13c는 조향 시스템 및 제동 시스템의 부분 고장이 발생된 상황을 나타낸다.
조향각 오차는 조향 시스템의 오류로 인해 발생될 수 있으나, 제동 시스템의 부분 고장으로 좌우 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에 편제동이 가해져서 목표 요레이트와 실제 요레이트의 차이로 인해 발생될 수 있다. 요레이트는 정보입력부(400)의 요레이트 센서에 의해 측정될 수 있다. 이러한 조향각 오차를 제거하기 위해 편제동이 발생되지 않는 바퀴에 추가적으로 제동토크가 가해지는 방법도 있으나, 제동토크가 양 바퀴에 발생되어 연비 측면에서 불리하다.
도 13b를 참조하면, 목표 조향각은 0°이지만(직진 방향), 우측 바퀴에 편제동이 발생되어 원래의 목표 조향에 대해 우측으로 쏠린 현상이 나타난다. 이러한 조향각 오차를 제거하기 위해 조향 시스템을 통해 우측으로 조향되고, 트윈클러치를 통해 쏠림 방향(우측 방향)에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분된다. 이때, 조향 시스템이 이용되므로 동일한 조건에서 조향 시스템이 이용되지 않는 경우 보다 쏠림 방향에 위치한 바퀴에는 구동토크가 덜 배분될 수 있다. 도 13b에 도시된 좌우 바퀴의 구동토크 배분비는 45:55이다.
도 13c를 참조하면, 차속이 일정하게 유지된 상태에서 차량이 직진 구간을 통과하는 상황이 예시되어 있다. 도 13c에는 요레이트 그래프와, 목표 조향 그래프와 토크 그래프가 도시되어 있다. 여기서, 요레이트 그래프에는 목표 요레이트와 실제 요레이트가 도시되어 있다. 요레이트 그래프에서 목표 요레이트가 시간축의 위쪽에 있으면 좌회전 시의 요레이트를 의미하고, 아래쪽에 있으면 우회전 시의 요레이트를 의미한다. 그리고, 실제 요레이트가 목표 요레이트의 위쪽에 있으면 좌측 방향, 아래쪽에 있으면 우측 방향으로 차량이 쏠리는 현상이 발생된다.
도 13c에 도시된 직진 구간에서, 목표 요레이트는 0으로서 실제 요레이트와 일치하고, 목표 조향각은 0°이므로 차량은 직진한다.
도 13c에 도시된 쏠림 발생 구간에서 목표 조향각이 0°로 일정하게 유지되므로 차량이 직진해야 하는 상황이다. 그러나, 도 13c의 요레이트 그래프를 참조하면, 쏠림 발생 구간에서 실제 요레이트가 목표 요레이트의 위쪽에 있으므로 좌측 방향으로 차량이 쏠리는 현상이 발생된다. 그리고 도 13c의 조향 그래프에서 목표 조향각이 조향 제어가 가능한 영역에 위치하므로 조향 시스템의 이용이 가능하다. 따라서, 쏠림 발생 구간에서는 제1 모드로 판단될 수 있다. 이때, 조향 오차량 계산부(340)는 쏠림 발생 구간에서 추가 조향량을 계산한다. 자율주행제어부(100)는 추가 조향량에 따라 조향 시스템 및 트윈클러치의 구동토크 배분 제어를 수행한다. 다만, 제1 모드에서는 조향 시스템의 조향 제어가 수행되므로 트윈클러치의 구동토크 배분량은 추가 조향량에서 조향 시스템이 개입된 양을 제외하고 계산된다. 도 13c의 a'' 및 c''를 참조하면 제동 시스템이 작동되지 않는 상태이므로 엔진토크와 제동토크가 일정함을 알 수 있다.
도 14a는 도 13a에서 조향 시스템 이용이 불가능한 영역을 표시한 그래프이고, 도 14b는 도 14a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 트윈클러치의 구동토크 배분 관계를 나타낸 도면이며, 도 14c는 도 14a의 조향 시스템 이용이 불가능한 영역에서 차량 주행 제어의 토크 그래프이다.
도 14a에는 조향 시스템의 이용이 불가능한 영역이 도시되었다. 도 14a 내지 도 14c는 조향 시스템 및 제동 시스템의 부분 고장이 발생된 상황을 나타낸다.
도 14b를 참조하면, 목표 조향각은 0°를 기준으로 좌측으로 편향되어 있지만, 우측 바퀴에 편제동이 발생되어 원래의 목표 조향에 대해 우측으로 쏠린 현상이 나타난다. 이러한 조향각 오차를 제거하기 위해 트윈클러치를 통해 쏠림 방향(우측 방향)에 위치한 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분된다. 도 14b에 도시된 좌우 바퀴의 구동토크 배분비는 40:60이다. 도 14b와 도 13b에 도시된 구동토크 배분비를 비교하면 도 14b에서 우측 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분됨을 알 수 있다. 도 14b에서는 조향 시스템이 이용되지 않기 때문이다.
도 14c에 도시된 요레이트 그래프의 해석 방법은 도 13c에서 설명한 바와 같다. 도 14c를 참조하면, 차속이 일정하게 유지된 상태에서 차량이 선회 구간을 통과하는 상황이 예시되어 있다.
도 14c에 도시된 선회 구간에서, 목표 요레이트는 시간축 위에 있으면서 실제 요레이트와 일치하고, 목표 조향각은 0°보다 크므로 차량은 좌회전 한다. 이때, 목표 조향각은 조향 제어가 가능한 영역을 벗어나 있다. 한편, 도 14c에 도시된 선회 구간에서 좌우 바퀴의 구동토크를 살펴보면, 차량이 좌회전을 하는 상태이므로 좌측 바퀴 보다 우측 바퀴에 더 큰 구동토크가 배분된다.
도 14c에 도시된 쏠림 발생 구간에서 목표 조향각이 시간축 위에 있으면서 일정하게 유지되므로 차량이 계속 좌회전 하는 상황이다. 그러나, 도 14c의 요레이트 그래프를 참조하면, 쏠림 발생 구간에서 실제 요레이트가 목표 요레이트의 위쪽에 있으므로 좌측 방향으로 차량이 쏠리는 현상이 발생된다. 그리고 도 14c의 조향 그래프에서 목표 조향각이 조향 제어가 가능한 영역을 벗어나므로 조향 시스템의 이용이 불가능하다. 따라서, 쏠림 발생 구간에서는 제2 모드로 판단될 수 있다. 이때, 조향 오차량 계산부(340)는 쏠림 발생 구간에서 추가 조향량을 계산한다. 자율주행제어부()는 추가 조향량에 따라 트윈클러치의 구동토크 배분 제어를 수행한다. 구동토크 배분 그래프(b''')에서 우측 바퀴에 배분된 구동토크는 줄이고 좌측 바퀴에 배분된 구동토크는 늘린다. 따라서 차량은 좌측 쏠림 현상이 방지된다. 도 14c의 a''' 및 c'''를 참조하면 제동 시스템이 작동되지 않는 상태이므로 엔진토크와 제동토크가 일정함을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 자율주행제어부 200 : 샤시 시스템
210 : 엔진 시스템 220 : 조향 시스템
230 : 제동 시스템 234 : 제동 제어부
240 : 트윈클러치 시스템 242 : 트윈클러치
244 : 트윈클러치 제어부 300 : 차량 주행 제어 설정부
310 : 스레스홀드 설정부 320 : 차량 상태 파악부
330 : 제어 모드 판단부 340 : 조향 오차량 계산부
400 : 정보입력부 500 : 메모리부

Claims (12)

  1. 엔진 시스템, 조향 시스템, 제동 시스템 및 트윈 클러치를 포함하는 샤시 시스템의 고장 발생 정도의 기준인 스레스홀드를 설정하는 설정단계;
    상기 스레스홀드를 이용하여 상기 샤시 시스템의 부분 고장 또는 완전 고장 여부를 판단하는 파악단계;
    상기 엔진 시스템 및 트윈클러치가 정상 작동되는 상황에서 상기 조향 시스템 또는 제동 시스템의 완전 고장이 아니라면, 조향 시스템과 트윈클러치를 협조 제어하는 제1 모드, 트윈클러치를 단독 제어하는 제2 모드 및 일반 주행으로 제어하는 제3 모드 중 어느 모드인지 판단하는 판단단계;
    자율주행차량의 주행 중 목표 조향각과 실제 조향각의 차이인 조향각 오차가 발생되어 현재주행경로가 목표주행경로를 추종하지 못하면 상기 조향각 오차를 감소시키는데 필요한 추가 조향량을 산출하고, 상기 추가 조향량을 만족하도록 상기 판단단계에서 판단된 모드에 따라 자율주행차량의 좌우 바퀴에 구동 토크를 배분하도록 트윈클러치를 제어하거나 조향 시스템을 제어하는 제어단계;를 포함하는,
    자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정단계에서, 상기 스레스홀드는 상기 샤시 시스템의 부분 고장의 기준인 제1 스레스홀드와 완전 고장의 기준인 제2 스레스홀드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파악단계에서, 상기 조향 시스템의 고장 정도를 파악하기 위해 상기 조향각 오차와 미리 설정된 제1 조향게인을 연산하여 상기 스레스홀드와 비교하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 조향게인은 조향각 중 '0' 도에서 가장 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 자율주행차량의 좌우 방향 중 조향 오차가 발생한 방향이 어느 방향인지 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 추가 조향량은 상기 조향각 오차와 미리 설정된 제2 조향게인을 연산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 구동 토크의 배분 시 상기 좌우 바퀴 중 조향 오차가 발생한 방향에 위치한 바퀴에는 기본 구동 토크 보다 더 큰 구동 토크를 인가하고, 조향 오차가 발생한 방향의 반대 방향 측에 위치한 바퀴에는 기본 구동토크 보다 더 작은 구동 토크가 인가하도록 트윈클러치를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 조향 시스템의 부분 고장으로 인해 조향 제어가 불가능한 영역에서 상기 조향각 오차가 발생되면 상기 추가 조향량 만큼 상기 좌우 바퀴에 배분될 구동 토크를 연산하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 조향 시스템의 부분 고장으로 인해 조향 제어가 가능한 영역에서 상기 조향각 오차가 발생되면 상기 추가 조향량 중 조향 시스템이 개입되는 크기를 고려하여 상기 좌우 바퀴에 배분될 구동 토크를 연산하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향각 오차는 상기 제동 시스템의 부분 고장으로 인해 상기 좌우 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에 편제동이 발생되어 목표 요레이트와 실제 요레이트의 차이로 인해 발생되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 조향 시스템의 부분 고장으로 인해 조향 제어가 불가능한 영역에서 상기 조향각 오차가 발생되면 상기 추가 조향량 만큼 상기 좌우 바퀴에 배분될 구동 토크를 연산하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어단계에서, 상기 조향 시스템의 부분 고장으로 인해 조향 제어가 가능한 영역에서 상기 조향각 오차가 발생되면 상기 추가 조향량 중 조향 시스템이 개입되는 크기를 고려하여 상기 좌우 바퀴에 배분될 구동 토크를 연산하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 샤시 부품 고장 시 차량 제어 시스템.
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