KR20230134637A - 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법 - Google Patents

운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법 Download PDF

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Abstract

운전자 보조 시스템은 조향각이 사용되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 차량의 스티어링 휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 조향각 센서로부터 출력된 조향각 신호를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 도메인 컨트롤 유닛을 포함하고, 도메인 컨트롤 유닛은, 조향각 센서에 의해 출력된 조향각 신호가 비정상인 경우, 전동 파워 스티어링 장치의 모터의 회전자 위치를 검출하는 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호를 수신하고, 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정하고, 추정된 조향각에 따라 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행한다.

Description

운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법{DRIVER ASSISTANCE SYSTEM AND DRIVER ASSISTANCE METHOD}
본 발명은 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자율 주행에는 측위, 인지, 판단 및 제어 기술이 필수적이다. 측위는 차량이 도로상 어디에 위치하는지를 계산하는 기술이다. 인지는 카메라, 레이더, 라이다 등 센서로 차량 주변 상황을 감지하는 기술이다. 판단은 인지 기술로 취합된 데이터를 분석하여 차량이 어디로 어떻게 움직여야 하는지를 결정하는 기술이다. 제어는 측위, 인지 및 판단을 거쳐 실제로 차량을 움직이는 구동계와 조향계에 명령을 내리는 기술이다.
자율 주행을 위한 기술 중 인지 결과를 활용하여 전역 경로 계획, 위험도 분석, 행동결정, 지역경로 생성 등을 수행하는 판단 기술에서 카메라 정보를 사용하기 위해서는 운전자의 조향 의지를 판단하고 차량의 주행 경로를 예측하는 데 사용되는 차량의 조향각이 필수적이다.
하지만, 차량의 조향각을 검출하는 조향각 센서의 고장이 검출된 경우, 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어가 중지되며 제어 진입이 금지된다. 제어 중에 조향각 센서에 고장이 검출된 경우라면 운전자에게 제어권 이양이 요구되며 운전자의 빠른 대처가 수행되지 않을 경우 위험한 상황이 발생 가능할 수 있다.
등록특허공보 제10-2102866호(2020.04.14. 등록)
일 측면은 조향각 센서의 고장이 검출되더라도 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어의 중단 없이 전동 파워 스티어링 장치(Electric Power Steering; EPS)의 모터 위치 센서를 이용하여 추정한 조향각을 이용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 지속 수행할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법을 제공한다.
일 측면에 따르면, 조향각이 사용되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 차량의 스티어링 휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서; 상기 조향각 센서로부터 출력된 조향각 신호를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 도메인 컨트롤 유닛을 포함하고, 상기 도메인 컨트롤 유닛은, 상기 조향각 센서에 의해 출력된 조향각 신호가 비정상인 경우, 전동 파워 스티어링 장치의 모터의 회전자 위치를 검출하는 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호를 수신하고, 상기 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정하고, 상기 추정된 조향각에 따라 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템이 제공될 수 있다.
개발단계에서 상기 전동 파워 스티어링 장치의 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호로부터 추정된 조향각을 기준으로 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어의 횡 제어 기능에 대한 캘리브레이션을 수행한 결과가 미리 저장된 룩업 테이블을 포함하고, 상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 추정된 조향각을 기준으로 상기 룩업 테이블을 사용하여 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행할 수 있다.
상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 조향각 센서와 캔 통신 연결되고, 상기 조향각 센서의 센서 ECU로부터 수신된 조향각 신호의 타임아웃, 신호 품질, CRC 에러 발생 여부 중 적어도 하나를 근거로 상기 조향각 신호가 비정상인지를 판단할 수 있다.
상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 모터 위치 센서를 통해 검출된 모터 회전자 위치에 따른 모터 축의 회전각 및 감속비를 근거로 상기 스티어링 휠의 조향각을 추정할 수 있다.
상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어에 사용되는 조향각이 상기 검출된 조향각에서 상기 추정된 조향각으로 스위칭하는 경우, 페이드 인(Fade- in) 제어를 통해 제어 이질감이 최소화할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 조향각이 사용되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 방법에 있어서, 조향각 센서를 통해 차량의 스티어링 휠의 조향각을 검출하고, 상기 조향각 센서에 의해 출력된 조향각 신호가 비정상인지를 판단하고, 상기 조향각 신호가 비정상인 경우, 전동 파워 스티어링 장치의 모터의 회전자 위치를 검출하는 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호를 요청하여 수신하고, 상기 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정하고, 상기 추정된 조향각에 따라 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 방법이 제공될 수 있다.
상기 조향각을 추정하는 것은, 상기 수신된 모터 위치 신호로부터 상기 모터의 회전자 위치를 판단하고, 상기 판단된 모터 회전자 위치에 따른 모터 축의 회전각 및 감속비를 근거로 상기 스티어링 휠의 조향각을 추정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 것은, 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어에 사용되는 조향각이 상기 검출된 조향각에서 상기 추정된 조향각으로 스위칭하는 경우, 페이드 인(Fade- in) 제어를 통해 제어 이질감이 최소화하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 조향각 센서의 고장이 검출되더라도 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어의 중단 없이 전동 파워 스티어링 장치의 모터 위치 센서를 이용하여 추정한 조향각을 이용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 지속 수행할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 적용되는 차량의 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 운전자 보조 시스템에 적용되는 전동 파워 스티어링 장치의 구성도이다.
도 3은 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어블록도이다.
도 4는 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 DCU, 전동 파워 스티어링 장치의 EPS ECU 및 조향각 센서의 센서 ECU 간의 데이터 송수신을 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 운전자 보조 방법에 대한 제어흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 적용되는 차량의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량은 운전자 보조 시스템(10), 전동 파워 스티어링 장치(20), 조향각 센서(30) 및 전자식 브레이크 시스템(40)을 포함할 수 있다.
운전자 보조 시스템(10)은 차량용 네트워크(50)에 의해 전동 파워 스티어링 장치(20), 조향각 센서(30) 및 전자식 브레이크 시스템(40) 등에 연결되어 있다.
예를 들면, 전동 파워 스티어링 장치(20)는 전기 모터를 이용하여 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 힘을 경감시켜주는 장치로서 운전자가 느끼는 스티어링 휠 조작력을 최적으로 제어하도록 해준다. 조향각센서(30)는 스티어링 휠에 장착되어 스티어링 휠의 각도와 각속도를 측정한다. 전자식 브레이크 시스템(40)은 제동 장치를 제어하는 장치로서 안티 록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System; ABS), 차량 자세 제어장치(Electronic stability control; ESC), 트랙션 컨트롤 장치(Traction Control System; TCS) 일 수 있다. 또한, 운전자 보조 시스템(10)에는 도시하지 않은 많은 차량 시스템이 차량용 네트워크(50)에 연결되어 있을 수 있다. 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템에서는 설명에 직접 관련되지 않는 것에 대해서는 기재를 생략하고 있다.
운전자 보조 시스템(10)은 자신의 시스템에 장착된 센서들을 통해 검출된 센싱값들과 차량용 네트워크(50)를 통해 수신된 입력값에 기반하여 차량 상태 또는 다른 차량과의 관계나 주행 환경 등의 상황을 판단한다. 그리고, 예를 들면, 전동 파워 스티어링 장치(20) 및/또는 전자식 브레이크 시스템(40)에 대한 제어를 수행한다.
차량용 네트워크(50)는 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등일 수 있다.
예를 들면, 운전자 보조 시스템(10)은 전동 파워 스티어링 장치(20)와 전자식 브레이크 시스템(40)에 각각 차량용 네트워크(50)를 통해 제동 신호와 조향 신호를 전송할 수 있다.
운전자 보조 시스템(10)은 운전자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다. 운전자 보조 시스템(10)은 조향각 센서(30)를 통해 검출된 조향각 정보를 사용하는 운전자 보조 기능 혹은 자율 주행 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA)와, 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB), 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control, SCC)과, 교통 체증 지원(Traffic Jam Assist, TJA), 고속도로 주행 보조(Highway Driving Assist, HDA) 또는 고속도로 주행 보조 2(Highway Drive Assistance II, HDA2)일 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어블록도이다.
도 2를 참조하면, 운전자 보조 시스템(10)은 운전자 보조 시스템(10)의 전반적인 제어를 수행하는 통합 제어부인 도메인 컨트롤 유닛(Domain Control Unit, DCU)(11)을 포함한다. DCU(11)는 자율 주행이 적용된 차량, 즉 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)가 적용된 차량에서 요구하는 대용량 데이터 처리 및 높은 차량 제어 성능을 만족하기 위해 다양한 ECU와 센서 및 액추에이터의 통합 제어를 구현한 차세대 통합 제어 장치이다.
DCU(11)에는 자율주행의 인지, 판단, 제어에 필요한 데이터가 요구되고, 레이더, 카메라, 라이다 V2X, 디지털 맵 등의 다양한 센서를 활용하여 대용량의 인지, 판단, 제어에 필요한 데이터를 취득하고 있으며, 이는 자율주행 자동차를 운용하는데 필수적인 데이터 요소이다.
DCU(11)는 MCU(Micro Controller Unit) 기반으로 구동되지만, 인지, 판단, 제어 기능을 위해 MCU보다 고성능 프로세서인 CPU와 VPU(Vision Processing Unit)가 추가로 적용된다. MCU는 마이크로프로세서, 메모리, 프로그램 가능한 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 주로 주변 장치들을 제어하는 통합형 칩셋이다. VPU는 고해상도 카메라로부터 입력되는 대용량 데이터를 처리하기 위해 고속 연산 처리를 전담하는 여러 가속기가 통합되어 있는 시스템 반도체이다.
DCU(11)에는 카메라(12), 레이더(13) 및 거동 센서(14)가 전기적으로 연결될 수 있다.
카메라(12)는 차량의 전방 및/또는 후방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 모터사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 식별할 수 있다. 또한, 카메라(12)는 중앙 분리대, 가드 레일 등의 도로 구조물을 식별할 수 있다.
카메라(12)는 차량 전방 및/또는 후방의 이미지 데이터를 DCU(11)로 전달할 수 있다.
레이더(13)는 전방 레이더와 코너 레이더로 구분할 수 있고, 차량 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
레이더(13)는 레이더 데이터를 DCU(11)로 전달할 수 있다. 이 레이더(13)는 라이다(Lidar)로 구현되거나 라이다가 추가될 수도 있다.
거동 센서(14)는 차량의 거동 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 거동 센서(40)는 휠의 속도를 검출하는 속도 센서, 차량의 횡가속도 및 종가속도를 검출하는 가속도 센서, 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 센서를 포함할 수 있다.
DCU(11)는 프로세서(11a)와 메모리(11b)를 포함할 수 있다.
DCU(11)는 하나 이상의 프로세서(11a)를 포함할 수 있다. DCU(11)에 포함되는 하나 이상의 프로세서(11a)는 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리되는 것도 가능하다. 또한, 프로세서(11a)와 메모리(11b)가 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
프로세서(11a)는 카메라(12)의 이미지 데이터, 레이더(13)의 레이더 데이터 및 거동 센서(14)의 거동 데이터를 처리할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(11a는 카메라(12)의 이미지 데이터를 처리하는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있고, 레이더(13)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서를 포함할 수 있다.
메모리(11b)는 프로세서(11a)가 이미지 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(11b)는 프로세서(11a)가 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(11b)는 프로세서(11a)가 차량의 구성에 관한 제어 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(11b)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 자율 주행을 위한 기술 중 인지 결과를 활용하여 전역 경로 계획, 위험도 분석, 행동결정, 지역경로 생성 등을 수행하는 판단 기술에서 카메라 정보를 사용하기 위해서는 운전자의 조향 의지를 판단하고 차량의 주행 경로를 예측하는 데 사용되는 차량의 조향각이 필수적인데, 차량의 조향각이 비정상인 경우, 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어가 중지되며 제어 진입이 금지된다. 즉, 조향각이 비정상인 경우, 조향각을 이용하여 실행되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어가 불가능하다.
실시예에 따른 운전자 보조 시스템은 조향각 센서의 고장이 검출되더라도 운전자 보조 기능 혹은 자율 주행 기능의 중단 없이 전동 파워 스티어링 장치의 모터 위치 센서를 이용하여 추정한 조향각을 이용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 지속 수행할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 운전자 보조 시스템에 적용되는 전동 파워 스티어링 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 전동 파워 스티어링 장치(20)는 차량의 차륜(일예로, FL, FF)를 조향하는 조향 기구(21)에 모터 회전력으로 보조 조향 토크를 부여한다.
조향 기구(21)는 스티어링 휠(22), 스티어링 샤프트(23), 유니버설 조인트(24a, 24b), 피니언 랙 기구(25) 및 타이로드(26a, 26b)를 포함할 수 있다.
전동 액추에이터(27)는 스티어링 샤프트(23)의 도중에 설치된 감속기(28)와, 이 감속기(28)를 통해 조향 기구(21)에 보조 조향 토크를 제공하는 모터(29)를 포함한다.
스티어링 휠(22)의 스티어링 샤프트(23)는 감속기(28), 유니버설 조인트(24a, 24b), 피니언 랙 기구(25) 및 타이로드(26a, 26b)를 통해 차륜(FL, FF)에 연결되어 있다.
토션 바를 가지는 스티어링 샤프트(23)에는 스티어링 휠(22)의 조향 토크를 검출하는 토크 센서(30) 및 모터(29)의 회전자의 위치를 검출하는 모터 위치 센서(31)가 마련되어 있다. 모터 위치 센서(31)로는 홀 센서 또는 마그네틱 로터리 인코더일 수 있다.
전동 파워 스티어링 장치(20)의 전반적인 제어를 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부인 EPS ECU(32)에는 전동 액추에이터(27)의 모터(29), 토크 센서(30) 및 모터 위치 센서(31)가 전기적으로 연결되어 있다.
EPS ECU(32)는 토크 센서(30)로부터 스티어링 휠(22)의 조향 토크에 해당하는 토크신호를 수신하고, 모터위치센서(31)로부터 모터(29)의 회전자의 위치에 해당하는 모터위치신호를 수신한다.
도 4는 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 DCU, 전동 파워 스티어링 장치의 EPS ECU 및 조향각 센서의 센서 ECU 간의 데이터 송수신을 설명한다.
도 4를 참조하면, DCU(11)에는 조향각 센서(30)를 통해 검출된 조향각을 기준으로 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어와 관련된 횡 제어 기능(예를 들면, 차선 유지)에 대한 캘리브레이션을 수행한 결과가 저장된 제1 룩업 테이블(15)과, 전동 파워 스티어링 장치(20)의 모터 위치 센서(31)를 통해 검출된 모터 위치로부터 추정된 조향각을 기준으로 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어와 관련된 횡 제어 기능에 대한 캘리브레이션을 수행한 결과가 저장된 제2 룩업 테이블(16)이 미리 저장되어 있다.
차량 개발단계에서 DCU(11)는 CAN 통신을 통해 조향각 센서(30)의 센서 ECU(60)로부터 조향각을 수신하고, 수신된 조향각을 기준으로 횡제어 기능에 대한 캘리브레이션을 수행하고, 수신된 조향각과 횡 제어 기능에 대한 캘리브레이션 결과를 제1 룩업 테이블(15)에 미리 저장한다.
차량 개발단계에서 DCU(11)는 CAN 통신을 통해 전동 파워 스티어링 장치(20)의 EPS ECU(32)로부터 모터 위치 센서(31)에 의해 검출된 모터 위치를 수신하고, 수신된 모터 위치에 따라 조향각을 추정하고, 추정된 조향각을 기준으로 횡제어 기능에 대한 캘리브레이션을 수행하고, 추정된 조향각과 횡 제어 기능에 대한 캘리브레이션 결과를 제2 룩업 테이블(16)에 미리 저장한다.
예를 들면, 일반적으로, 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어와 관련된 횡 제어 기능의 경우, 차량 내의 카메라를 이용하여 전방 도로 이미지를 입력받고 차선 인식 알고리즘을 이용하여 입력 이미지에서 흰색 차선을 인식한 후 차량이 주행하고자 하는 차선 중앙 위치를 판단하고, 이 차선 중앙 위치로 차량을 이동하기 위해 조향각 센서에 의해 검출된 현재 조향각에 대비하여 필요한 조향각을 결정하여 제어한다. 차량을 차선 중앙 위치로 주행하기 위한 조향각을 결정하기 위해서는 조향각 센서에 기반한 조향각과 카메라에 기반한 차선 중앙 위치 간의 관계가 필요한데, 이러한 관계를 개발단계에서 제1 룩업 테이블(15)에 저장한다. 모터 위치 센서에 기반하여 추정된 조향각과 카메라에 기반한 차선 중앙 위치의 관계는 개발단계에서 제2 룩업 테이블(16)에 저장한다. 차선 중앙 위치에 한정되지 않으며, 횡 제어 기능에 사용되는 다른 파라미터의 적어도 하나와 조향각의 관계를 룩업 테이블에 저장할 수도 있다.
DCU(11)는 운전자 보조 제어시 혹은 자율 주행 제어시 조향각 센서(30)의 센서 ECU(60)에 조향각을 요청하고, 이 요청에 따라 센서 ECU(60)로부터 조향각 센서(30)에 의해 검출된 조향각 신호를 수신한다.
만약, 조향각 신호가 정상인 경우, DCU(11)는 센서 ECU(60)로부터 수신된 조향각을 기준으로 제1 룩업 테이블(15)을 사용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 수행한다.
한편, 조향각 신호가 비정상인 경우, DCU(11)는 전동 파워 스티어링 장치(20)의 EPS ECU(32)에 모터 위치를 요청하고, 이 요청에 따라 EPS ECU(32)로부터 모터 위치 센서(31)에 의해 검출된 모터 위치 신호를 수신한다. DCU(11)는 모터 위치로부터 조향각을 추정하고, 추정된 조향각을 기준으로 제2 룩업 테이블(16)을 사용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 중단없이 지속적으로 수행한다.
이하에서는 설명의 편의상 조향각에 기반하여 운전자 보조 제어를 수행하는 과정에 대하여 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 운전자 보조 방법에 대한 제어흐름도이다.
도 5를 참조하면, DCU(11)는 운전자 보조 제어의 개시가 필요한지를 판단한다(100).
DCU(11)는 운전자 보조 제어의 개시가 필요하면, 조향각 센서(30)의 센서 ECU(60)에 조향각을 요청하고(102), 이 요청에 따라 센서 ECU(60)로부터 조향각 센서(30)에 의해 검출된 조향각 신호를 수신한다(104).
DCU(11)는 수신된 조향각 신호가 정상인지를 판단한다(106). 센서 ECU(60)의 고장이나 센서 ECU(60)와의 CAN 통신 라인의 단선으로 인한 타임아웃(Time Out)에 따라 조향각 신호가 정상인지 비정상인지를 판단할 수 있다. 타임아웃은 센서 ECU(60)의 고장이나 센서 ECU(60)와의 CAN 통신 라인의 단선으로 인해 메시지의 송신과 수신이 불가한 경우를 말한다. 또한, 조향각 신호의 신호 품질에 따라 조향각 신호가 정상인지 비정상인지를 판단할 수 있다. 센서 ECU(60)와의 CAN 통신라인에 CRC 에러 발생 여부에 따라 조향각 신호가 정상인지 비정상인지를 판단할 수 있다.
만약, 조향각 신호가 정상인 경우(106, 예), DCU(11)는 센서 ECU(60)로부터 수신된 조향각을 기준으로 제1 룩업 테이블(15)을 사용하여 운전자 보조 제어를 수행한다(108).
한편, 조향각 신호가 비정상인 경우(106, 아니오), DCU(11)는 전동 파워 스티어링 장치(20)의 EPS ECU(32)에 모터 위치를 요청하고(110), 이 요청에 따라 EPS ECU(32)로부터 모터 위치 센서(31)에 의해 검출된 모터 위치 신호를 수신한다(112).
DCU(11)는 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정한다(114).
DCU(11)는 전동 파워 스티어링 장치(20)의 모터(29)의 회전자 위치에 따른 모터 축의 회전각을 알 수 있고 감속비도 알고 있기 때문에 스티어링 샤프트(23)의 회전각을 알 수 있다. 이에 따라 모터 위치로부터 조향각을 추정할 수 있다.
DCU(11)는 추정된 조향각을 기준으로 제2 룩업 테이블(16)을 사용하여 운전자 보조 제어를 중단없이 지속적으로 수행한다.
조향각 센서(30)를 통해 검출된 조향각 신호의 비정상시 조향각 센서(30)를 통해 검출된 조향각을, 전동 파워 스티어링 장치(20)의 모터 위치 센서(31)를 통해 검출된 모터 위치로부터 추정된 조향각으로 스위칭할 때, 페이드 인(Fade-in) 제어 등을 적용하여 제어 이질감을 최소화하고 안정성을 확보할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 조향각 센서의 고장이 검출되더라도 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어의 중단 없이 전동 파워 스티어링 장치의 모터 위치 센서를 이용하여 추정한 조향각을 이용하여 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어를 지속 수행할 수 있다.
한편, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 저장하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체와 결합된 하나 이상의 프로세서/마이크로프로세서(들)를 포함할 수 있다. 프로세서/마이크로프로세서(들)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 실행하여 전술한 기능, 동작, 단계 등을 수행할 수 있다.
상술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 일시적인 기록 매체로 구현되는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 제어될 수 있으며, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 전달되거나 그로부터 수신되는 데이터를 저장하도록 구성되거나 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 처리되거나 처리될 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
개시된 실시예는 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 프로세서/마이크로프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장 장치와 같은 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예로는 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 실리콘 디스크 드라이브(SDD), 읽기 전용 메모리 (ROM), CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광학 데이터 저장 장치 등이 있다.
10: 운전자 보조 시스템 11: DCU
20: 전동 파워 스티어링 장치 31: 모터 위치 센서
30: 조향각 센서 32: EPS ECU
60: 센서 ECU

Claims (8)

  1. 조향각이 사용되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서,
    차량의 스티어링 휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서;
    상기 조향각 센서로부터 출력된 조향각 신호를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 도메인 컨트롤 유닛을 포함하고,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은, 상기 조향각 센서에 의해 출력된 조향각 신호가 비정상인 경우, 전동 파워 스티어링 장치의 모터의 회전자 위치를 검출하는 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호를 수신하고, 상기 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정하고, 상기 추정된 조향각에 따라 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    개발단계에서 상기 전동 파워 스티어링 장치의 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호로부터 추정된 조향각을 기준으로 운전자 보조 제어 혹은 자율 주행 제어의 횡 제어 기능에 대한 캘리브레이션을 수행한 결과가 미리 저장된 룩업 테이블을 포함하고,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 추정된 조향각을 기준으로 상기 룩업 테이블을 사용하여 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 조향각 센서와 캔 통신 연결되고, 상기 조향각 센서의 센서 ECU로부터 수신된 조향각 신호의 타임아웃, 신호 품질, CRC 에러 발생 여부 중 적어도 하나를 근거로 상기 조향각 신호가 비정상인지를 판단하는 운전자 보조 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 모터 위치 센서를 통해 검출된 모터 회전자 위치에 따른 모터 축의 회전각 및 감속비를 근거로 상기 스티어링 휠의 조향각을 추정하는 운전자 보조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어에 사용되는 조향각이 상기 검출된 조향각에서 상기 추정된 조향각으로 스위칭하는 경우, 페이드 인(Fade- in) 제어를 통해 제어 이질감이 최소화하는 운전자 보조 시스템.
  6. 조향각이 사용되는 운전자 보조 제어 또는 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 방법에 있어서,
    조향각 센서를 통해 차량의 스티어링 휠의 조향각을 검출하고,
    상기 조향각 센서에 의해 출력된 조향각 신호가 비정상인지를 판단하고,
    상기 조향각 신호가 비정상인 경우, 전동 파워 스티어링 장치의 모터의 회전자 위치를 검출하는 모터 위치 센서에 의해 검출된 모터 위치 신호를 요청하여 수신하고,
    상기 수신된 모터 위치 신호로부터 조향각을 추정하고,
    상기 추정된 조향각에 따라 상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 운전자 보조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조향각을 추정하는 것은,
    상기 수신된 모터 위치 신호로부터 상기 모터의 회전자 위치를 판단하고, 상기 판단된 모터 회전자 위치에 따른 모터 축의 회전각 및 감속비를 근거로 상기 스티어링 휠의 조향각을 추정하는 것을 포함하는 운전자 보조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어를 수행하는 것은,
    상기 운전자 보조 제어 또는 상기 자율 주행 제어에 사용되는 조향각이 상기 검출된 조향각에서 상기 추정된 조향각으로 스위칭하는 경우, 페이드 인(Fade- in) 제어를 통해 제어 이질감이 최소화하는 것을 포함하는 운전자 보조 방법.
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