KR20220090233A - A steering system for autonomous vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자율주행차량의 조향장치에 관한 것으로, 자율주행차량에 탑재되어 자율주행을 제어하는 자율주행제어기(200)와, 자율주행차량의 각종 센서로부터 차량의 주행상태 및 주변의 각종 정보를 획득하여 상기 자율주행제어기로 전송하도록 상기 자율주행제어기와 캔통신으로 연결되고, 상기 자율주행제어기(200)에서 수신된 자율주행제어명령을 각 구동부로 전달하는 하위제어기(300)와, 상기 하위제어기(300)에서 전달된 제어신호로 조향력을 발생하고, 발생된 조향력을 핸들로 전달하는 조향력 발생부(400)와 조향력 전달부(420)를 포함하되, 상기 조향력 발생부(400)는 상기 하위제어기(300)로부터 전달된 제어신호에 따라 일정 회전수 및 회전속도로 동작되는 모터(405)와, 상기 모터(405)에 연결되어 모터에서 출력되는 회전수를 일정비율로 감속시켜 출력시키는 유성감속기어(410)로 이루어지고, 상기 조향력 전달부(420)는 상기 유성감속기어(410)의 출력축에 결합된 구동기어(422)와, 상기 구동기어(422)와 일정거리 이격되면서 구동기어에 대해 수평설치되는 피동기어(424)와, 상기 구동기어(422)의 회전력을 피동기어(424)로 전달하는 구동체인(426)과, 상부에 핸들(450)이 설치되고 하부에 조향로드(430)가 결합되어 피동기어의 중심부를 수직 관통하여 피동기어의 회전방향에 따라 좌우 회전되는 스티어링컬럼(428);을 포함한 구성으로 이루어진다.The present invention relates to a steering device for an autonomous driving vehicle, and the autonomous driving controller 200 mounted on the autonomous driving vehicle to control autonomous driving, and various sensors of the autonomous driving vehicle to obtain various information about the driving state and surroundings of the vehicle a lower controller 300, which is connected to the autonomous driving controller through CAN communication to transmit it to the autonomous driving controller, and transmits the autonomous driving control command received from the autonomous driving controller 200 to each driving unit; A steering force generating unit 400 and a steering force transmitting unit 420 that generate a steering force with the control signal transmitted from 300) and transmit the generated steering force to the handle are included, wherein the steering force generating unit 400 is the sub-controller ( A motor 405 operated at a constant number of revolutions and a rotation speed according to a control signal transmitted from 300), and a planetary reduction gear connected to the motor 405 to reduce the number of revolutions output from the motor at a constant rate and output it ( 410), and the steering force transmitting unit 420 is installed horizontally with respect to the driving gear 422 coupled to the output shaft of the planetary reduction gear 410, and the driving gear 422 spaced apart from the driving gear by a predetermined distance. A driven gear 424 that becomes a driven gear 424, a driving chain 426 that transmits the rotational force of the driving gear 422 to the driven gear 424, a handle 450 is installed at the upper portion, and a steering rod 430 is coupled to the lower portion and a steering column 428 that vertically penetrates the center of the driven gear and rotates left and right according to the rotation direction of the driven gear.
Description
본 발명은 자율주행차량의 조향장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율주행제어기로부터 조향신호를 수신한 하위제어기의 명령에 따라 모터 및 감속기의 회전수가 제어되어 스티어링 칼럼의 회동변위 조절로 차량 핸들에 일정한 조향력을 가하여 필요한 방향과 각도로 조향이 이루어지도록 하는 자율주행차량의 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device for an autonomous vehicle, and more particularly, to a vehicle steering wheel by controlling the rotational displacement of a steering column by controlling the rotational speed of a motor and a speed reducer according to a command from a sub-controller that has received a steering signal from an autonomous driving controller. It relates to a steering system for an autonomous vehicle that applies a constant steering force to steer in a required direction and angle.
자동차는 수많은 부품들의 조합으로 이루어진 기술집합체의 제품으로, 자동차 기술의 고도화는 주변 산업기술의 첨단화와 연관성이 매우 높다.The automobile is a product of a technology group consisting of a combination of numerous parts, and the advancement of automobile technology is highly related to the advancement of surrounding industrial technology.
즉, 컴퓨터, S/W, IT, 카메라, 디스플레이, 센서, IoT, 통신 기술 등의 고도화로 인해 자동차 또한 이러한 관련기술의 적용을 통한 안전장치와 편의장치 및 주행장치에 첨단 기술이 적용된 자동차들이 등장하고 있다.In other words, due to the advancement of computer, S/W, IT, camera, display, sensor, IoT, communication technology, etc., automobiles with advanced technology applied to safety and convenience devices and driving devices also appeared through the application of these related technologies. are doing
특히, 자동차의 자율주행분야에서는 연관 산업의 발전으로 전통적인 자동차 제조업체 뿐만 아니라 통신 및 소프트웨어 관련 업체들에서도 자율주행자동차의 개발에 많은 관심을 기울이고 있는 실정이다.In particular, in the field of autonomous driving of automobiles, with the development of related industries, not only traditional automobile manufacturers but also communication and software-related companies are paying much attention to the development of autonomous vehicles.
자율주행자동차는 운전자가 운전을 하지 않아도 스스로 움직이는 자동차를 의미하는데, 자율주행자동차는 운전자의 운전을 지원하는 초기 수준에서 시작하여 운전자의 관여가 전혀 필요 없는 완전 자율주행차 수준까지 자동화 레벨에 따라 여러 단계로 구분하고 있다.Self-driving car refers to a car that moves by itself without the driver's driving. Autonomous car starts at the initial level that supports the driver's driving and goes up to the level of fully autonomous car that does not require any driver's involvement, depending on the level of automation. It is divided into stages.
현재 자동차산업계 및 각국에서 자동화레벨에 따라 분류하고 있는 자율주행차량의 자동화레벨은 레벨1~레벨5 까지 구분하고 있다.The automation levels of autonomous vehicles, which are currently classified according to the level of automation in the automobile industry and each country, are classified into Level 1 to Level 5.
레벨1(Lv1)은 차량의 주행시스템 중 어느 한정된 영역, 차량의 종방향 또는 횡방향 운동제어의 서브테스크(sub-task)를 제어하여 운전자를 지원하는 단계이고, 레벨2(Lv2)는 레벨1(Lv1)을 업그레이드하여 일부 운전자동화를 수행하는 상태를 가리킨다.Level 1 (Lv1) is a stage to support the driver by controlling a sub-task of controlling a certain limited area of the vehicle's driving system, longitudinal or lateral motion control of the vehicle, and level 2 (Lv2) is level 1 It refers to the state in which some driver automation is performed by upgrading (Lv1).
또한, 레벨3(Lv3)은 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 한정영역(ODD: Operational Design Domain)에서 실행하고, 작동연속이 곤란할 경우 시스템의 개입요구 등에 따라 운전자가 관여하는 조건부 운전자동화 상태이다.In addition, in Level 3 (Lv3), the autonomous driving control system of the vehicle executes all dynamic driving tasks (DDT) in a limited area (ODD: Operational Design Domain), and when operation continuation is difficult, system intervention is requested, etc. It is a conditional driver automation state in which the driver is involved.
또한, 레벨4(Lv4)는 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 수행하고, 작동연속이 곤란할 경우의 응답을 한정영역(ODD: Operational Design Domain)에서 실행할 수 있는 고도 운전자동화 상태를 가리킨다.In addition, in Level 4 (Lv4), the autonomous driving control system of the vehicle performs all dynamic driving tasks (DDT), and it is possible to execute a response in the case of difficulty in operation continuation in the limited area (ODD: Operational Design Domain). Indicates the state of high-altitude driver automation.
마지막으로, 레벨5(Lv5)는 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 수행하고, 작동연속이 곤란할 경우의 응답을 무제한으로 실행할 수 있도록 구성되어 완전 운전자동화 상태에 이르는 것을 가리킨다.Lastly, in Level 5 (Lv5), the autonomous driving control system of the vehicle performs all dynamic driving tasks (DDT) and is configured to execute unlimited responses when operation continuation is difficult to achieve complete driver automation. refers to reaching
이와 같이, 자율주행차량의 자동화레벨에 따라 일정 단계별로 구분하고 있으며, 각국의 도로상황이나 각종 법규제 등에 따라 다양한 레벨로 자율주행차량에 관련된 기술들이 개발되면서 세계 각국에서는 자율주행차량의 초기 단계에서부터 고도화 단계에 이르는 다양한 형태의 차량을 개발하여 시험 및 일부 실용화단계에 접어들고 있다.In this way, the autonomous vehicle is divided into certain stages according to the level of automation, and as technologies related to autonomous vehicles are developed at various levels according to the road conditions and various laws and regulations of each country, countries around the world are Various types of vehicles up to the advanced stage have been developed and are entering the test and some commercialization stages.
본 발명은 자율주행의 주행시 돌발상황 발생이나 보행자 출현, 교차로 등 목적지를 향해 주행하는 차량을 원하는 방향으로 조향시키기 위한 운전자 미 개입상태에서의 자율주행차량의 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering apparatus for an autonomous driving vehicle in a state where a driver does not intervene to steer a vehicle traveling toward a destination, such as an unexpected situation, the appearance of a pedestrian, or an intersection, in a desired direction during autonomous driving.
상술한 바와 같이, 자율주행차량은 다양한 단계로 기술개발이 이루어지고 있으며, 특히 운전자가 탑승한 상태에서 자율주행이 이루어지는 경우와 운전자가 탑승하지 않은 상태에서 자율주행이 이루어지고 있는 두 가지 형태로 구분할 수 있으나, 어떠한 상태에서도 차량이 자율주행을 수행하기 위해서는 자율주행에 필요한 주행장치, 조향장치 및 제동장치가 필수적이다.As described above, technology development for autonomous vehicles is carried out in various stages, and in particular, it can be divided into two types: a case in which autonomous driving is performed with a driver on board, and a case in which autonomous driving is carried out in a state where the driver is not riding. However, in order for a vehicle to perform autonomous driving in any state, a driving device, a steering device, and a braking device necessary for autonomous driving are essential.
자율주행에 관여하는 주행장치, 조향장치 및 제동장치 등은 차량의 자율주행제어시스템이 탑재된 자율주행제어기를 통해 차량 운행이 제어되며, 자율주행제어기에서 하달된 각 장치의 제어명령은 하위제어기를 통해 해당 장치의 동작에 직접 관여하는 최하위 장치로 전달되어 일정한 동작이 발생되도록 함으로써 필요한 주행, 조향 및 제동이 이루어지게 된다.Driving devices, steering devices, and braking devices involved in autonomous driving control vehicle operation through the autonomous driving controller equipped with the vehicle’s autonomous driving control system, and the control commands of each device issued from the autonomous driving controller send the sub-controller. It is transmitted to the lowest level device directly involved in the operation of the corresponding device through the system to generate a certain motion, so that necessary driving, steering and braking are performed.
통상, 차량에 탑재된 자율주행제어기는 차량에 장착된 다양한 전자장치 및 각종 센서모듈들로부터 수집된 정보를 하위제어기를 통해 전달받고, 자율주행제어기는 하위제어기로부터 수신된 각종 정보를 분석, 가공하여 다시 하위제어기로 필요한 자율주행 제어명령을 하달하며, 하위제어기는 그 상위제어기로부터 수신된 명령을 각 장치 및 부속장치로 전달하여 필요한 차량 제어가 이루어지도록 하면서 목표지점까지 차량이 안전하게 자율주행이 이루지도록 제어하게 된다.Typically, an autonomous driving controller mounted on a vehicle receives information collected from various electronic devices and various sensor modules mounted on the vehicle through a sub-controller, and the autonomous driving controller analyzes and processes various information received from the sub-controller. It again issues the necessary autonomous driving control commands to the lower controller, and the lower controller transmits the commands received from the upper controller to each device and accessory so that the necessary vehicle control is achieved and the vehicle safely autonomously drives to the target point. will take control
이와같이, 차량의 자율주행에 직접 관여하는 중요 장치들은 운전자가 탑승한 상태에서도 운전자의 개입없이 자율주행명령에 따라 자율주행 제어를 수행하게 되지만, 운전자가 개입할 경우 해당 제어장치는 수동으로 전환되어 운전자 조작모드로 차량 운행이 이루어지게 된다.As such, important devices directly involved in autonomous driving of the vehicle perform autonomous driving control according to the autonomous driving command without driver intervention even when the driver is on board. The vehicle is operated in the operation mode.
따라서, 자율주행차량의 제어기술이 고도화되더라도 운전자가 차량에 탑승한 상태를 가정하여 각 주요장치는 운전자가 제어가능한 수동모드와 자율주행시스템에 의한 자율제어가 가능한 자동모드를 만족할 수 있도록 구성될 필요성이 있는 것이다.Therefore, even if the control technology of the autonomous vehicle is advanced, each major device needs to be configured to satisfy the manual mode controllable by the driver and the automatic mode capable of autonomous control by the autonomous driving system, assuming the driver is in the vehicle. there will be
즉, 특수차량을 제외한 일반 차량의 경우, 운전자가 탑승한 상태를 가정하고 자율주행시스템이 보조적으로 채용되는 형태로 자율주행차량이 개발되고 있기 때문에, 기존에 기본적으로 설계된 차량의 기본 플랫폼 안에서 자율주행제어를 위한 조향장치, 제동장치 등이 적용될 경우, 차량의 제한된 공간안에서 자율주행시스템이 장착되어야 하므로 각 차량에 적합한 자율주행시스템의 최적화가 매우 중요하다.In other words, in the case of general vehicles except for special vehicles, autonomous driving within the basic platform of the previously designed vehicle is being developed in the form of assuming that the driver is on board and the autonomous driving system is used as an auxiliary method. When steering and braking systems for control are applied, the autonomous driving system must be installed within the limited space of the vehicle, so it is very important to optimize the autonomous driving system suitable for each vehicle.
본 발명은 자율주행차량의 주요 장치 중 조향장치에 있어서, 자율주행차량의 기존 샤시 플렛폼의 제한된 공간 안에 설치가 용이하고, 구성이 간단하면서 확실한 조향력을 발생시킬 수 있는 자율주행차량의 조향장치 개발에 대한 필요성이 제기되어 안출하게 되었다.The present invention relates to the development of a steering system for an autonomous vehicle that is easy to install in the limited space of an existing chassis platform of an autonomous vehicle, has a simple configuration, and can generate a reliable steering force among the main devices of an autonomous vehicle. The need for it was raised and it was created.
본 발명은 자율주행차량의 효율적인 조향장치를 제공하기 위한 것으로, 특히, 구성이 간단하고 확실한 조향력 발생 및 전달이 이루어지도록 하고, 차량에 설치 후 사후관리가 편리한 자율주행차량의 조향장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an efficient steering device for an autonomous vehicle, in particular, to provide a steering device for an autonomous vehicle that is simple in configuration, allows reliable generation and transmission of steering force, and is convenient for post-management after installation in a vehicle. There is a purpose.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치는 자율주행차량에 탑재되어 자율주행을 제어하는 자율주행제어기와, 자율주행차량의 각종 센서로부터 차량의 주행상태 및 주변의 각종 정보를 획득하여 상기 자율주행제어기로 전송하도록 상기 자율주행제어기와 캔통신으로 연결되고, 상기 자율주행제어기에서 수신된 자율주행제어명령을 각 구동부로 전달하는 하위제어기와, 상기 하위제어기에서 전달된 제어신호로 조향력을 발생하고, 발생된 조향력을 핸들로 전달하는 조향력 발생부와 조향력 전달부를 포함하되, 상기 조향력 발생부는 상기 하위제어기로부터 전달된 제어신호에 따라 일정 회전수 및 회전속도로 동작되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 모터에서 출력되는 회전수를 일정비율로 감속시켜 출력시키는 유성감속기어로 이루어지고, 상기 조향력 전달부는 상기 유성감속기어의 출력축에 결합된 구동기어와, 상기 구동기어와 일정거리 이격되면서 구동기어에 대해 수평설치되는 피동기어와, 상기 구동기어의 회전력을 피동기어로 전달하는 구동체인과, 상부에 핸들이 설치되고 하부에 조향로드가 결합되어 피동기어의 중심부를 수직 관통하여 피동기어의 회전방향에 따라 좌우 회전되는 스티어링컬럼;을 포함한 구성으로 이루어진다.In order to achieve the above object, a steering apparatus for an autonomous driving vehicle according to the present invention includes an autonomous driving controller mounted on the autonomous driving vehicle to control autonomous driving, and various sensors of the autonomous driving vehicle to detect the driving state of the vehicle and various surrounding conditions. A sub-controller connected to the autonomous driving controller through CAN communication to acquire information and transmit it to the autonomous driving controller, and transmitting an autonomous driving control command received from the autonomous driving controller to each driving unit; and the control transmitted from the sub-controller A steering force generating unit and a steering force transmitting unit that generate a steering force as a signal and transmit the generated steering force to the handle, wherein the steering force generating unit is operated at a predetermined number of revolutions and rotational speed according to the control signal transmitted from the sub-controller; , a planetary reduction gear connected to the motor to reduce the number of revolutions output from the motor at a predetermined ratio and output it, wherein the steering force transmitting unit includes a driving gear coupled to an output shaft of the planetary reduction gear, and spaced apart from the driving gear by a predetermined distance The driven gear is installed horizontally with respect to the driving gear, a driving chain that transmits the rotational force of the driving gear to the driven gear, a handle is installed on the upper part, and a steering rod is coupled to the lower part, so that the driven gear passes vertically through the center of the driven gear It consists of a configuration including; a steering column that rotates left and right according to the direction of rotation.
특히, 상기 조향력 전달부 또는 상기 스티어링 컬럼에는 핸들의 회전상태를 감시하는 조향동작 감지부가 설치되고, 상기 핸들에는 운전자가 핸들을 조작하는 것을 감지하기 위한 핸들조작 감지부가 구비되며, 상기 하위제어기에는 상기 조향동작 감지부에서 감지된 조향 신호값을 수신하여 자율주행기에서 하달된 조향제어 신호값과 일치하는지 여부를 파악하는 조향제어신호 일치판단부와, 상기 핸들조작 감지부에서 전송된 신호를 수신하여 운전자 개입여부를 판단하는 운전자 개입판단부와, 상기 조향제어신호 일치판단부와 운전자 개입판단부에서 파악된 정보를 상기 자율주행제어기로 전송하는 조향정보 회신부;가 더 포함된 구성으로 이루어진다.In particular, a steering motion sensing unit for monitoring a rotational state of a steering wheel is installed on the steering force transmitting unit or the steering column, and a steering wheel operation sensing unit for detecting that a driver operates the steering wheel is provided on the steering wheel, and the lower controller includes the A steering control signal match determination unit that receives the steering signal value detected by the steering motion detection unit and determines whether it matches the steering control signal value received from the autonomous vehicle, and a signal transmitted from the steering wheel operation detection unit A driver intervention determining unit that determines whether or not the driver has intervened, and a steering information return unit that transmits the information identified by the steering control signal coincidence determining unit and the driver intervention determining unit to the autonomous driving controller; is further included.
또한, 상기 자율주행제어기에는 상기 하위제어기에서 제공되는 조향정보를 통해 운전자 개입이 이루어진 것으로 판단된 경우, 자율주행차량의 주행모드를 수동모드로 전환시키는 주행모드 전환부와, 상기 하위제어기에서 피드백된 조향정보가 최초 하달된 조향 제어신호와 동일한지 여부를 확인하여 동일할 경우 최초 조향제어 신호값을 유지하고, 상이할 경우 조향제어 신호값을 재전송하는 조향명령 확인부;를 더 포함한 구성으로 이루어진다.In addition, the autonomous driving controller includes a driving mode switching unit that converts the driving mode of the autonomous vehicle to a manual mode when it is determined that driver intervention has been made through the steering information provided by the sub-controller; and a steering command confirmation unit that checks whether the steering information is the same as the initially delivered steering control signal, maintains the initial steering control signal value if they are the same, and retransmits the steering control signal value if different.
본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치는 자율주행제어기와 하위제어기를 통해 전달된 조향 제어신호에 따라 최종적으로 핸들의 회전각을 제어하도록 구성되어 조향력 빌생부 및 조향력 전달부의 구성이 비교적 간단하여 여유공간이 적은 차량에 그 설치가 용이하도록 한다.The steering apparatus of the autonomous vehicle according to the present invention is configured to finally control the rotation angle of the steering wheel according to the steering control signal transmitted through the autonomous driving controller and the sub-controller. Make it easy to install in a vehicle with little space.
또한, 본 발명은 조향 제어명령에 따라 신속하고 정확한 조향력을 발생시켜 자율주행차량의 안전한 주행이 가능하도록 하고, 운전자 개입 여부를 정확하게 판단하여 자율주행차량의 안전한 주행이 가능하도록 한다.In addition, the present invention enables safe driving of an autonomous vehicle by generating a quick and accurate steering force according to a steering control command, and enables safe driving of the autonomous vehicle by accurately determining whether or not a driver is involved.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치에 대한 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치에서 조향력 발생부와 조향력 전달부의 일측 수직 절단단면도,
도 3은 본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치의 주요 구성 및 동작블럭도이다.1 is an overall configuration diagram of a steering apparatus for an autonomous vehicle according to the present invention;
2 is a vertical cutaway cross-sectional view of one side of a steering force generating unit and a steering force transmitting unit in the steering apparatus for an autonomous vehicle according to the present invention;
3 is a main configuration and operation block diagram of a steering apparatus for an autonomous vehicle according to the present invention.
본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치(이하, ‘조향장치’로 약칭함)는 자율주행레벨의 초기단계에서 고도화단계에 이르는 자율주행차량에 적용 가능하도록 구성된다.The steering device for an autonomous vehicle according to the present invention (hereinafter, abbreviated as 'steering device') is configured to be applicable to an autonomous driving vehicle reaching an advanced stage from an initial stage of an autonomous driving level.
또한, 본 발명에 따른 조향장치는 관제서버와 통신상태가 유지되거나 또는 완전한 자율주행이 가능하도록 구성되어 차량측에 탑재된 자율주행제어기의 제어에 따라 핸들에 조향력을 전달하여 방향전환이 이루어지도록 제어하게 된다.In addition, the steering device according to the present invention is configured to maintain communication with the control server or to enable complete autonomous driving, so that direction change is performed by transmitting steering force to the steering wheel according to the control of the autonomous driving controller mounted on the vehicle side. will do
상기 자율주행제어기에서 하달된 조향 제어신호는 하위제어기를 통해 조향장치로 전달될 수 있도록 구성되고, 차량측에 설치된 각종 센서에서 획득된 차량상태 정보와 주변 정보 등은 하위제어기를 통해 수집되어 자율주행제어기로 피드백하도록 구성되며, 자율주행제어기에서는 하위제어기에서 피드백된 정보를 확인하여 조향에 필요한 제어신호를 하달하거나 유지하는 일련의 과정이 반복적으로 수행되도록 구성된다.The steering control signal transmitted from the autonomous driving controller is configured to be transmitted to the steering device through the lower controller, and vehicle state information and surrounding information obtained from various sensors installed on the vehicle side are collected through the lower controller and autonomous driving. It is configured to feed back to the controller, and the autonomous driving controller is configured to repeatedly perform a series of processes of sending or maintaining a control signal required for steering by checking the information fed back from the lower controller.
이를 위해, 본 발명에 따른 조향장치는 관제서버와 원격통신 상태가 유지되거나 완전 자율주행시스템이 갖춰진 상태에서 자율주행차량에 탑재되어 자율주행을 제어하는 자율주행제어기와, 자율주행차량에 설치된 각종 센서로부터 자율주행차량의 주행상태 및 자율주행차량 주변의 각종 정보를 획득하고, 획득된 정보를 상기 자율주행제어기로 전송하도록 상기 자율주행제어기와 캔(can)통신으로 연결되며, 상기 자율주행제어기로부터 수신된 자율주행제어명령을 각 구동부로 전달하는 하위제어기와, 상기 하위제어기에서 전달된 제어명령으로 회전수 및 회전속도가 제어되면서 조향력을 발생시키는 조향력 발생부와, 상기 조향력 발생부에서 출력된 회전력을 토대로 핸들이 연결된 스티어링 컬럼으로 조향력을 전달하는 조향력 전달부로 구성된다.To this end, the steering device according to the present invention includes an autonomous driving controller mounted on an autonomous driving vehicle to control autonomous driving while maintaining remote communication with the control server or equipped with a fully autonomous driving system, and various sensors installed in the autonomous driving vehicle. It acquires various information about the driving state of the autonomous driving vehicle and the surroundings of the autonomous driving vehicle from A sub-controller that transmits the autonomous driving control command to each driving unit; It consists of a steering force transmission unit that transmits steering force to the steering column to which the steering wheel is connected.
특히, 상기 조향력 발생부는 상기 하위제어기로부터 전달된 제어신호에 따라 일정 회전수 및 회전속도로 동작되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 모터에서 출력되는 회전수를 일정비율로 감속시켜 출력시키는 유성감속기어로 이루어진다.In particular, the steering force generating unit includes a motor operated at a constant number of rotations and a rotational speed according to the control signal transmitted from the sub-controller, and a planetary reduction gear connected to the motor to reduce the number of rotations output from the motor at a constant rate and output it. is done
또한, 상기 조향력 전달부는 상기 유성감속기어의 출력축에 결합된 구동기어와, 상기 구동기어와 일정거리 이격되면서 구동기어에 대해 수평설치되는 피동기어와, 상기 구동기어의 회전력을 피동기어로 전달하는 구동체인과, 상부에 핸들이 설치되고 하부에 조향로드가 결합되어 피동기어의 중심부를 수직 관통하여 피동기어의 회전방향에 따라 좌우 회전되는 스티어링 컬럼;을 포함한 구성으로 이루어진다.In addition, the steering force transmitting unit includes a driving gear coupled to the output shaft of the planetary reduction gear, a driven gear spaced apart from the driving gear by a predetermined distance and horizontally installed with respect to the driving gear, and a driving gear that transmits the rotational force of the driving gear to the driven gear. It consists of a chain and a steering column with a handle installed on the upper part and a steering rod coupled on the lower part to vertically penetrate the center of the driven gear and rotate left and right according to the rotation direction of the driven gear.
또한, 상기 조향력 전달부 또는 상기 스티어링 컬럼에는 핸들의 회전상태를 감시하는 조향동작 감지부가 설치되고, 상기 핸들에는 운전자가 핸들을 조작하는 것을 감지하기 위한 핸들조작 감지부가 구비되며, 상기 하위제어기에는 상기 조향동작 감지부에서 감지된 조향 신호값을 수신하여 자율주행기에서 하달된 조향제어 신호값과 일치하는지 여부를 파악하는 조향제어신호 일치판단부와, 상기 핸들조작 감지부에서 전송된 신호를 수신하여 운전자 개입여부를 판단하는 운전자 개입판단부와, 상기 조향제어신호 일치판단부와 운전자 개입판단부에서 파악된 정보를 상기 자율주행제어기로 전송하는 조향정보 회신부;가 더 포함된 구성으로 이루어진다. In addition, a steering motion sensing unit for monitoring a rotational state of the steering wheel is installed on the steering force transmitting unit or the steering column, and a steering wheel operation sensing unit for detecting that a driver operates the steering wheel is provided on the steering wheel, and the lower controller includes the A steering control signal match determination unit that receives the steering signal value detected by the steering motion detection unit and determines whether it matches the steering control signal value received from the autonomous vehicle, and a signal transmitted from the steering wheel operation detection unit A driver intervention determining unit that determines whether or not the driver has intervened, and a steering information return unit that transmits the information identified by the steering control signal coincidence determining unit and the driver intervention determining unit to the autonomous driving controller; is further included.
이와 더불어, 상기 자율주행제어기에는 상기 하위제어기에서 제공되는 조향정보를 통해 운전자 개입이 이루어진 것으로 판단된 경우, 자율주행차량의 주행모드를 수동모드로 전환시키는 주행모드 전환부와, 상기 하위제어기에서 피드백된 조향정보가 최초 하달된 조향 제어신호와 동일한지 여부를 확인하여 동일할 경우 최초 조향제어 신호값을 유지하고, 상이할 경우 조향제어 신호값을 재전송하는 조향명령 확인부;를 더 포함하고 있는 구성으로 이루어진다.In addition, the autonomous driving controller includes a driving mode switching unit that converts the driving mode of the autonomous vehicle to a manual mode when it is determined that driver intervention has been made through the steering information provided by the sub-controller, and feedback from the sub-controller A configuration further comprising; a steering command confirmation unit that checks whether the received steering information is the same as the initially delivered steering control signal, maintains the initial steering control signal value if the same, and retransmits the steering control signal value if different is made of
한편, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 용어는 본 발명의 구성에 대한 기능을 고려하여 일반적인 용어 및 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용했으며, 이 경우 그 용어가 가지는 의미는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의된다.On the other hand, the terms used in the detailed description of the present invention are general terms and terms arbitrarily selected by the applicant in consideration of the function of the configuration of the present invention, and in this case, the meaning of the term refers to the content throughout the present invention. is defined based on
또한, 상세한 설명에서 사용되는 ‘자율주행차량’은 운전자의 운전을 보조하는 초기단계의 반자율 주행차량에서부터 운전자 개입 없이 완전한 주행이 가능한 고도화 단계의 자율주행차량까지 모두 포함된 의미로 사용된다.In addition, the term 'autonomous driving vehicle' used in the detailed description is used to include everything from a semi-autonomous driving vehicle in the initial stage that assists the driver in driving, to an autonomous driving vehicle in the advanced stage capable of driving completely without driver intervention.
또한, 상세한 설명에서 사용되는 ‘조향장치(steering system)’는 자율주행차량의 자율주행모드에서 차량의 바퀴에 조향력을 발생시키기 위해 자율주행제어기에서 하달된 제어신호에 따라 핸들을 동작시키는 일련의 하드웨어 및 하드웨어와 결합된 소프트웨어를 모두 포함하는 의미로 사용되며, 본 발명의 상세한 설명 및 도면에서 본 발명의 특징적인 구성 위주로 한정하여 설명한다.In addition, the 'steering system' used in the detailed description is a series of hardware that operates the steering wheel according to the control signal received from the autonomous driving controller in order to generate steering force on the wheels of the vehicle in the autonomous driving mode of the autonomous driving vehicle. and software combined with hardware, and the detailed description and drawings of the present invention are limited to the characteristic configuration of the present invention.
또한, 상세한 설명 가운데에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In addition, when a part in the detailed description "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 상세한 설명에 기재된 “자율주행 제어기”는 자율주행차량에 설치되어 자율주행차량의 각종 센서모듈로부터 수집된 정보를 저장, 가공, 처리하여 자율주행차량의 주행에 필요한 각종 제어명령을 출력하고, 필요에 따라 원격지의 관제서버와 통신이 이루어지면서 자율주행차량에서 획득되는 각종 정보를 관제서버로 전송하도록 구성된 자율주행자량의 통합 무인제어시스템을 의미한다.In addition, the “autonomous driving controller” described in the detailed description is installed in the autonomous vehicle and stores, processes, and processes information collected from various sensor modules of the autonomous vehicle to output various control commands necessary for driving the autonomous vehicle, It refers to an integrated unmanned control system for autonomous vehicles configured to transmit various information acquired from an autonomous vehicle to the control server while communicating with a remote control server as necessary.
또한, 상세한 설명에 사용되는 ‘~부’는 특정 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 하드웨어 또는 소프트웨어 및 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 독립된 장치 또는 설정된 알고리즘을 통해 특정한 결과를 제공하는 단위모듈을 의미한다.In addition, ‘~ unit’ used in the detailed description means a unit module that provides a specific result through one or more hardware or software and an independent device in which hardware and software are combined or a set algorithm to perform a specific function.
또한, 상세한 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”또는 “결합”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부품, 회로, 기구물 등을 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우를 포함하는 의미로 해석된다.In addition, in the detailed description, when a part is “connected” or “coupled” with another part, it is not only “directly connected” but also intervenes other elements, parts, circuits, devices, etc. It is construed to include the case of “indirectly connected” with each other.
그리고, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명에 속하는 기술분야에서 널리 공지되었거나 당업자가 공지된 기술을 토대로 용이하게 안출할 수 있는 기술구성에 대한 설명은 가급적 생략하고, 본 발명의 특징적 구성을 이해하는데 필요한 기술구성 위주로 상세한 설명을 한다.And, in the detailed description of the present invention, the description of the technical configuration that is widely known in the art or that can be easily devised based on the known technology by those skilled in the art is omitted as much as possible, and is necessary for understanding the characteristic configuration of the present invention. A detailed description will be given focusing on the technical composition.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 조향장치의 전체 구성을 개략적으로 도시하고 있고, 도 2는 도 1의 조향장치의 구성에서 조향력 발생부와 조향력 전달부의 구성에 대한 일측 수직 절단 단면을 도시하고 있으며, 도 3은 본 발명에 따른 조향장치의 주요구성 및 주요 구성의 기능동작 블록도를 도시하고 있다.1 schematically shows the overall configuration of a steering device according to the present invention, and FIG. 2 shows a vertical cut section on one side of the configuration of the steering force generating unit and the steering force transmitting unit in the configuration of the steering device of FIG. 1 , FIG. 3 shows a main configuration of the steering apparatus according to the present invention and a functional operation block diagram of the main configuration.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조향장치(500)는 자율주행차량에 탑재되어 자율주행을 제어하는 자율주행제어기(200)와, 상기 자율주행제어기(200)로부터 조향관련 정보를 수신하여 조향력 발생부로 전달하는 하위제어기(300)와, 상기 하위제어기(300)에서 전달된 제어명령으로 조향력을 발생하고, 발생된 조향력을 핸들로 직접 전달하는 조향력 발생부(400)와 조향력 전달부(420)를 포함하는 구성으로 이루어진다.As shown in the drawing, the
상기 주요부의 구성에 대해 좀 더 상술하면, 상기 자율주행제어기(200)는 자율주행차량의 기본적인 차량정보와 차량특성 뿐만 아니라 자율주행에 필요한 소프트웨어가 탑재되어 자율주행차량의 전체적인 자율주행 제어를 수행될 수 있도록 구성된다.In more detail about the configuration of the main part, the
또한, 상기 자율주행제어기(200)는 자율주행차량의 고도화 단계에 따라 별도의 관제서버(100)와 통신상태가 유지되면서 관제서버(100)에서 자율주행에 필요한 제어신호를 전달받아 자율주행차량을 제어하거나 또는 자율주행차량에서 획득된 각종 정보를 관제서버(100)로 제공할 수 있도록 구성될 수도 있다.In addition, the
그리고, 상기 자율주행제어기(200)로부터 제어신호를 수신하는 하위제어기(300)는 자율주행차량에 설치된 각종 센서모듈로부터 자율주행차량의 주행상태 및 자율주행차량 주변의 각종 정보를 수집하고, 수집된 정보를 상기 자율주행제어기(200)로 전송하며, 상기 자율주행제어기(200)로부터 하달된 조향제어 신호를 조향력 발생부(400)로 출력하도록 구성된다.In addition, the sub-controller 300 receiving the control signal from the
또한, 상기 하위제어기(300)는 상기 자율주행제어기(200) 및 조향력 발생부(400)와 캔(CAN)통신으로 연결되어 상호간 정보전달이 원활하게 이루어지도록 구성된다.In addition, the sub-controller 300 is connected to the
또한, 상기 하위제어기(300)에서 전달된 제어신호에 따라 조향력을 발생시키는 조향력 발생부(400)는 전달된 제어신호에 따라 일정 회전수 및 회전속도로 동작되는 모터(405)와, 상기 모터(405)에 연결되어 모터에서 출력되는 회전수를 일정비율로 감속시켜 출력시키는 유성감속기어(410)로 이루어지며, 상기 모터(405)와 유성감속기어(410)는 일체형으로 구성되어 그 설치 및 사후관리가 간편하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the steering
그리고, 상기 조향력 발생부(400)에서 출력된 회전력을 통해 핸들(450)로 제공하도록 구성되는 상기 조향력 전달부(420)는 상기 유성감속기어(410)의 출력축 (415)에 결합되어 회전력을 전달받아 회전이 이루어지는 구동기어(422)와, 상기 구동기어(422)와 일정거리 이격되면서 구동기어에 대해 수평설치되는 피동기어(424)와, 상기 구동기어(422)의 회전력을 피동기어(424)로 전달하도록 구동기어와 피동기어에 외감되게 설치된 구동체인(426)과, 상부에 핸들(450)이 설치되고 하부에 조향로드(430)가 결합되어 피동기어(424)의 중심부를 수직 관통하여 피동기어(424)의 회전방향에 따라 좌우 설정된 범위 이내에서 회전이 이루어지는 스티어링컬럼(428)을 포함한 구성으로 이루어진다.In addition, the steering
상기 조향력 전달부(420)는 조향력 발생부(400)에서 전달받은 회전력을 핸들(450)이 결합된 스티어링 컬럼(440)측으로 정확하고 신속하게 전달할 수 있도록 기어와 체인이 결합된 동력전달구조로 이루어진다.The steering
그리고, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 모터(405)와 유성감속기어(410)는 일체형으로 결합된 구조로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 모터(405)와 일체형으로 결합된 유성감속기어(410)는 차량의 내측 바닥면에 고정 설치되는 마운팅부재(402)의 상단부에 고정되어 수직 방향으로 설치된 구조로 이루어진다.And, as shown in the drawing, it is preferable that the
또한, 상기 유성감속기어(410)의 출력축(415)과 스티어링 컬럼(440) 사이에는 수평상태의 고정부재(427)가 설치되고, 상기 고정부재(427)의 상면으로 구동기어(422)와 피동기어(424)가 안착되어 구동기어(422)와 피동기어(424) 사이의 이격된 거리가 견고하게 유지될 수 있도록 구성되며, 상기 구동체인(426)의 외측으로는 커버(428)가 씌여져 회전하는 구동체인(426)으로 이물질이 유입되지 않도록 할뿐만 아니라 다른 부재의 간섭이 발생되지 않도록 하여 원활한 조향제어가 가능하도록 구성된다.In addition, a
한편, 이하에서는 도 3을 참고하면서 상술한 본 발명에 따른 조향장치의 주요 구성부에 대한 동작내용에 대해서 설명한다.On the other hand, the operation details of the main components of the steering apparatus according to the present invention described above with reference to FIG. 3 will be described below.
하위제어기(300)는 차량측 각종 센서모듈(330) 및 카메라(340)을 통해 자율주행차량의 운행상태 정보 및 차량의 외부에서 수집된 각종 정보를 자율주행제어기(200)로 통보하도록 구성된다.The
자율주행제어기(200)는 하위제어기(300)에서 수집되어 통보된 각종 정보를 취합, 분석, 처리하고, 주행중인 자율주행차량의 조향 제어에 필요한 요인이 발생할 경우, 하위제어기로 조향제어에 필요한 신호를 출력시키게 된다.The
상위제어기인 자율주행제어기(200)에서 하위제어기(300)로 보내지는 조향각 제어신호는 0.1°단위로 출력하게 되고, 신호를 전달받은 하위제어기(300)는 조향력 발생부(400)인 모터로 그 신호를 전달하여, 모터의 회전력이 유성감속기어로 전달되고, 유성감속기어는 입력된 모터의 회전속도를 일정 감속비(20:1)로 감속시킨 후에 조향력 전달부(420)로 출력되도록 하여 핸들의 조향각을 제어할 수 있도록 구성된다.The steering angle control signal sent from the
상기 조향력 전달부(420)로 전달된 회전력은 구동기어(422)와 구동체인(426)을 통해 피동기어(424)로 전달되고, 피동기어(424)의 중앙부에 수직 관통 설치된 스티어링 컬럼(440)으로 최종 회전력이 전달되면서, 핸들(450)에 조향력이 발생되도록 한다.The rotational force transmitted to the steering
상기 조향력 발생부(400)에서 전달된 회전력으로 조향력 전달부(420)에서 동작되는는 조향각 범위는 편측 450°(좌/우 900°)의 범위에서 핸들을 제어할 수 있도록 구성되지만, 이러한 조향각 범위는 차량의 종류에 따라 다르게 설정할 수 있다.The steering angle range operated by the steering
한편, 핸들(450)에 조향력이 발생되는 경우, 상기 조향력 전달부(420) 또는 핸들(450)에 설치된 조향각 감지부(350)에서 핸들의 조향각 변위를 파악하여 상기 하위제어기(300) 측으로 통보하게 되고, 하위제어기(300)는 수신된 조향정보를 다시 자율주행제어기(200)로 피드백하게 된다.On the other hand, when steering force is generated in the
또한, 핸들(450)에는 운전자가 갸입하여 핸들조작이 이루어지는 것을 감지하기 위한 핸들조작 감지부(360)가 구비되어 있어서, 상기 핸들조작 감지부(350)에서 감지된 신호 역시 하위제어기(300)를 거쳐 자율주행제어기(200)측으로 피드백되도록 구성된다. In addition, the
즉, 본 발명에 따른 조향장치(500)가 적용되는 자율주행차량은 운전자의 동승 여부에 관계없이 자율주행 초기 단계에서부터 고도화 단계에 이르는 자율주행차량에 적용되기 때문에, 만약 운전자가 탑승된 상태에서 운전자가 임의로 자율주행차량의 조향을 위해 핸들을 조작한 것으로 감지되어 하위제어기로 운전자 핸들 조작 상태가 통지될 경우 그 신호는 자율주행제어기로 전달되고, 자율주행제어기에서는 자율주행 제어모드에서 수동주행모드로 변경된 제어신호를 출력하게 된다.That is, since the autonomous driving vehicle to which the
한편, 상기 하위제어기(300)에는 상기 조향각 감지부(350)에서 감지된 조향 동작 신호와 자율주행제어기에서 하단된 조향제어 신호가 일치하는지 여부를 판단하는 조향제어신호 일치판단부(310)가 구비되고, 또한 상기 핸들조작 감지부(360)에서 감지된 신호를 토대로 운전자가 개입하여 핸들을 조작하는지 여부를 판단하는 운전자 개입판단부(312)가 구비되며, 상기 조향제어신호 일치판단부(310) 및 운전자 개입판단부(312)에서 판단된 내용을 자율주행제어기(200)로 전송하는 조향정보 회신부(314)가 더 구비된다.On the other hand, the sub-controller 300 has a steering control signal match determination unit 310 that determines whether the steering operation signal sensed by the steering
그리고, 상기 하위제어기(300)에서 피드백 된 조향정보는 자율주행제어기(200)의 조향명령 확인부(220)에서 최초 하달된 조향 제어신호와 핸들의 조향동작 감지신호를 통해 수집된 실제 차량의 조향정보를 확인하여 제어신호에 오차가 있을 경우 다시 조향 제어신호를 하위제어기(300)로 전송하고, 최초 조향 제어신호와 차량측에서 감지된 조향동작 감지신호가 일치하는 것으로 파악된 경우 그 조향제어신호가 유지되도록 결정하게 된다.In addition, the steering information fed back from the sub-controller 300 is the steering control signal first issued from the steering
이와 같이, 자율주행제어기에서는 자율주행차량의 조향 제어신호를 하위제어기로 하달하고, 하위제어기에 수신된 조향 제어신호는 조향력 발생부와 조향력 전달부를 통해 최종적으로 핸들로 전달되어 필요한 조향이 이루어지도록 한다.In this way, the autonomous driving controller transmits the steering control signal of the autonomous vehicle to the lower controller, and the steering control signal received by the lower controller is finally transferred to the steering wheel through the steering force generating unit and the steering force transmitting unit to achieve the necessary steering. .
또한, 핸들이나 조향력 전달부 측에 구비된 조향각 감지부 및 핸들조작 감지부에서 감지된 신호는 실시간 하위제어기로 수집되고, 하위제어기에서는 수집된 각부 센싱 정보를 확인 한 후에 자율주행제어기로 피드백하여 자율주행제어기에서 조향제어신호대로 핸들 조향이 이루어지고 있는지 확인하고, 필요에 따라 조향제어 신호를 다시 출력시키는 일련의 과정이 반복되면서 자율주행차량의 조향장치를 제어할 수 있도록 한다.In addition, the signals detected by the steering angle sensing unit and the steering wheel manipulation sensing unit provided on the side of the steering wheel or the steering force transmitting unit are collected by the real-time sub-controller, and the sub-controller checks the collected sensing information of each part and feeds it back to the autonomous driving controller for autonomous driving The driving controller checks whether the steering wheel is being steered according to the steering control signal, and if necessary, a series of processes of re-outputting the steering control signal are repeated so that the autonomous vehicle's steering system can be controlled.
이상, 본 발명에 따른 자율주행차량의 조향장치에 대하여 첨부된 일 실시예의 도면을 토대로 설명하였으나, 당업자는 본 발명에 따른 조향장치의 단순한 설계변경이나 일부 제어프로세스의 추가를 통해 변형된 실시예로 자율주행차량의 조향장치를 구성할 수 있을 것이다.In the above, the steering apparatus for an autonomous vehicle according to the present invention has been described based on the accompanying drawings, but those skilled in the art can change the steering apparatus according to the present invention to a modified embodiment through a simple design change or addition of some control processes. It will be possible to configure the steering system for autonomous vehicles.
100 : 관제서버
200 : 자율주행제어기
210 : 주행모드 전환부
220 : 조향명령 확인부
300 : 하위제어기
310 : 조향제어신호 일치판단부
312 : 운전자 개입판단부
314 : 조향정보 회신부
320 : 센서모듈
330 : 카메라
350 : 조향동작 감지부
360 : 핸들조작 감지부
400 : 조향력 발생부
402 : 마운팅부재
405 : 모터
410 : 유성감속기어
415 : 출력축
420 : 조향력 전달부
422 : 구동기어
424 : 피동기어
426 : 구동체인
427 : 고정부재
428 : 커버
430 : 조향로드
440 : 스티어링 컬럼
450 : 핸들
500 : 조향장치100: control server
200: autonomous driving controller 210: driving mode conversion unit
220: steering command confirmation unit
300: sub-controller 310: steering control signal coincidence determination unit
312: driver intervention determination unit 314: steering information reply unit
320: sensor module 330: camera
350: steering motion detection unit 360: steering wheel operation detection unit
400: steering force generating unit 402: mounting member
405: motor 410: planetary reduction gear
415: output shaft
420: steering force transmission unit 422: driving gear
424: driven gear 426: drive chain
427: fixing member 428: cover
430: steering rod 440: steering column
450 : handle
500: steering device
Claims (3)
상기 조향력 발생부(400)는,
상기 하위제어기(300)로부터 전달된 제어신호에 따라 일정 회전수 및 회전속도로 동작되는 모터(405)와, 상기 모터(405)에 연결되어 모터에서 출력되는 회전수를 일정비율로 감속시켜 출력시키는 유성감속기어(410)로 이루어지고,
상기 조향력 전달부(420)는,
상기 유성감속기어(410)의 출력축에 결합된 구동기어(422)와, 상기 구동기어(422)와 일정거리 이격되면서 구동기어에 대해 수평설치되는 피동기어(424)와, 상기 구동기어(422)의 회전력을 피동기어(424)로 전달하는 구동체인(426)과, 상부에 핸들(450)이 설치되고 하부에 조향로드(430)가 결합되어 피동기어의 중심부를 수직 관통하여 피동기어의 회전방향에 따라 좌우 회전되는 스티어링컬럼(428);을 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 조향장치.The autonomous driving controller 200 is mounted on the autonomous driving vehicle to control autonomous driving, and the autonomous driving controller and the autonomous driving controller to acquire the driving state and various surrounding information of the vehicle from various sensors of the autonomous driving vehicle and transmit it to the autonomous driving controller; A sub-controller 300 connected by CAN communication and transmitting an autonomous driving control command received from the autonomous driving controller 200 to each driving unit, and a control signal transmitted from the sub-controller 300 to generate steering force, It includes a steering force generating unit 400 and a steering force transmitting unit 420 that transmit the generated steering force to the handle,
The steering force generating unit 400,
A motor 405 operated at a constant number of rotations and a rotation speed according to a control signal transmitted from the sub-controller 300, and the motor 405 connected to the motor 405 to reduce the number of rotations output from the motor at a predetermined rate and output Consists of a planetary reduction gear 410,
The steering force transmission unit 420,
A driving gear 422 coupled to the output shaft of the planetary reduction gear 410, a driven gear 424 installed horizontally with respect to the driving gear while being spaced apart from the driving gear 422 by a predetermined distance, and the driving gear 422 A driving chain 426 that transmits the rotational force of the driven gear 424, a handle 450 is installed on the upper portion, and a steering rod 430 is coupled to the lower portion to vertically penetrate the center of the driven gear to rotate the driven gear A steering device for an autonomous vehicle, characterized in that it comprises a steering column (428) that rotates left and right according to the
상기 조향력 전달부(420) 또는 상기 스티어링 컬럼(440)에는 핸들(450)의 회전상태를 감시하는 조향동작 감지부(350)가 설치되고,
상기 핸들(450)에는 운전자가 핸들을 조작하는 것을 감지하기 위한 핸들조작 감지부(360)가 구비되며,
상기 하위제어기(300)에는,
상기 조향동작 감지부(350)에서 감지된 조향 신호값을 수신하여 자율주행기에서 하달된 조향제어 신호값과 일치하는지 여부를 파악하는 조향제어신호 일치판단부(310)와,
상기 핸들조작 감지부(360)에서 전송된 신호를 수신하여 운전자 개입여부를 판단하는 운전자 개입판단부(312)와,
상기 조향제어신호 일치판단부(310)와 운전자 개입판단부(312)에서 파악된 정보를 상기 자율주행제어기로 전송하는 조향정보 회신부(314);가 더 포함된 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 조향장치. The method of claim 1,
The steering force transmitting unit 420 or the steering column 440 is provided with a steering motion sensing unit 350 for monitoring the rotational state of the handle 450,
The handle 450 is provided with a handle operation detection unit 360 for detecting that the driver operates the handle,
In the sub-controller 300,
a steering control signal match determination unit 310 that receives the steering signal value detected by the steering motion detection unit 350 and determines whether it matches the steering control signal value received from the autonomous vehicle;
a driver intervention determination unit 312 that receives a signal transmitted from the steering wheel operation detection unit 360 and determines whether or not the driver intervenes;
and a steering information return unit 314 for transmitting the information identified by the steering control signal match determination unit 310 and the driver intervention determination unit 312 to the autonomous driving controller. steering system of the driving vehicle.
상기 자율주행제어기(200)에는 상기 하위제어기(300)에서 제공되는 조향정보를 통해 운전자 개입이 이루어진 것으로 판단된 경우, 자율주행차량의 주행모드를 수동모드로 전환시키는 주행모드 전환부(210)와,
상기 하위제어기(300)에서 피드백된 조향정보가 최초 하달된 조향 제어신호와 동일한지 여부를 확인하여 동일할 경우 최초 조향제어 신호값을 유지하고, 상이할 경우 조향제어 신호값을 재전송하는 조향명령 확인부(220);를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 조향장치.3. The method of claim 2,
The autonomous driving controller 200 includes a driving mode switching unit 210 that converts the driving mode of the autonomous vehicle to a manual mode when it is determined that driver intervention has been made through the steering information provided by the sub-controller 300; ,
Check whether the steering information fed back from the sub-controller 300 is the same as the first received steering control signal, and if the same, maintain the initial steering control signal value, and if different, check the steering command to retransmit the steering control signal value A steering device for an autonomous vehicle, characterized in that it includes;
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115009358A (en) * | 2022-07-19 | 2022-09-06 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Double-redundancy control structure of steering engine |
CN115366986A (en) * | 2022-08-15 | 2022-11-22 | 南京农业大学 | Rear-mounted automatic steering control robot capable of being quickly disassembled and assembled |
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KR20190098783A (en) | 2018-01-29 | 2019-08-23 | 현대모비스 주식회사 | Apparatus for controlling handle of vehicls |
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2020
- 2020-12-22 KR KR1020200181235A patent/KR20220090233A/en not_active Application Discontinuation
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