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KR102429959B1 - 차량용 주행 제어시스템 및 방법 - Google Patents

차량용 주행 제어시스템 및 방법 Download PDF

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KR102429959B1
KR102429959B1 KR1020170168967A KR20170168967A KR102429959B1 KR 102429959 B1 KR102429959 B1 KR 102429959B1 KR 1020170168967 A KR1020170168967 A KR 1020170168967A KR 20170168967 A KR20170168967 A KR 20170168967A KR 102429959 B1 KR102429959 B1 KR 102429959B1
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김민준
장세현
조현석
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Abstract

본 발명은 자율주행모드에서 운전자주행모드로 전환시 시각적 효과를 이용하여 스티어링휠 회전위치를 쉽게 파악하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, SBW시스템이 탑재된 자율주행 차량의 주행 제어방법으로서, 컨트롤러가 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경 판단시, 스티어링휠의 중앙부에 마련된 디스플레이기구에 스티어링휠의 회전위치가 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어시스템 및 방법이 소개된다.

Description

차량용 주행 제어시스템 및 방법{DRIVING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLES}
본 발명은 자율주행모드에서 운전자주행모드로 전환시 시각적 효과를 이용하여 스티어링휠의 회전위치를 쉽게 파악하는 차량용 주행 제어시스템 및 방법에 관한 것이다.
스티어 바이 와이어(SBW : Steer-By-Wire)시스템은 스티어링휠모듈과 타이어 조타모듈이 물리적으로 분리되어 있기 때문에, 타이어가 조타됨에도 불구하고 스티어링휠을 정지된 상태로 둘 수 있다.
이러한 구조적 특성을 이용하면, 자율주행 차량에서 자율주행모드로 주행 중 타이어가 조타됨에 따라 스티어링휠이 지속적으로 회전하는 상황을 방지할 수 있게 된다.
이에 스티어링휠을 수납해 두었다가 운전자가 필요한 경우에만 스티어링휠을 꺼내어 운전자가 직접 운전하는 운전자주행모드로 차량을 제어할 수 있게 한다.
다만, 자율주행모드로 주행 중 운전자주행모드로 전환하는 경우, 운전자가 이질감을 느끼지 않도록 하기 위해서는 스티어링휠과 타이어 조타각을 동기시켜 주는 과정이 필요한데, 스티어링휠과 타이어 조타각을 자연스럽게 동기시키는 기술이 복잡하고 어려운 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1796639 B
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 전환할 때에 시각적 효과를 이용하여 타이어 조타각에 대한 스티어링휠의 회전위치를 쉽게 파악하는 차량용 주행 제어시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주행 제어시스템의 구성은, SBW시스템이 탑재된 자율주행 차량의 주행 제어시스템으로서, 스티어링휠의 중앙부에 마련되어, 스티어링휠의 회전위치가 표시 가능한 디스플레이기구; 타이어의 조타각이 입력되고, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경됨에 따라 상기 디스플레이기구에 타이어 조타각에 따른 스티어링휠의 회전위치가 표시되도록 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이기구는 스티어링휠의 림 가운데 공간에 끼워지는 형상으로 마련된 터치패널일 수 있다.
또한, 상기 디스플레이기구에는 자율주행모드에서 주행요구사항이 입력되고 주행경로가 표시되도록 구성할 수 있다.
본 발명의 주행 제어방법의 구성은, SBW시스템이 탑재된 자율주행 차량의 주행 제어방법으로서, 컨트롤러가 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경 판단시, 스티어링휠의 중앙부에 마련된 디스플레이기구에 스티어링휠의 회전위치가 표시되도록 제어할 수 있다.
컨트롤러가 상기 운전자주행모드로 변경 판단시, 타이어의 조타각을 입력받는 단계; 컨트롤러가 상기 타이어 조타각에 대응하는 스티어링휠의 회전각도를 계산하는 단계; 컨트롤러가 상기 계산된 스티어링휠의 회전각도에 대응하는 회전위치를 상기 디스플레이기구에 표시하도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 타이어의 조타각이 변화함에 따라 스티어링휠은 회전하지 않고 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치만이 타이어 조타각에 맞추어 회전하도록 제어할 수 있다.
스티어링휠의 회전 여부를 판단하는 단계; 스티어링휠의 회전시, 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치가 스티어링휠의 회전에 맞추어 회전하도록 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 스티어링휠의 회전 여부는 스티어링휠에 마련된 조향각센서를 이용하여 판단할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경시, 상기 디스플레이기구에 현재 타이어 조타각 위치에 기반한 스티어링휠의 가상 스포크 영상이 표시되어 스티어링휠의 회전위치가 인지된다.
따라서, 타이어 조타각과 스티어링휠의 물리적 동기화 과정 없이도, 타이어 조타각에 맞는 스티어링휠의 회전위치를 운전자가 손쉽게 확인할 수 있게 되는바, 운전자에게 이질감을 주지 않으면서 신속하면서도 자연스럽게 자율주행모드에서 운전자주행모드로의 전환이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용 가능한 SBW시스템이 탑재된 차량의 주행 제어시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 스티어링휠에 디스플레이기구가 구비된 형상을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 주행 제어과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따라 운전자주행모드 전환시 운전자가 스티어링휠을 회전시키기 전의 스티어링휠의 회전위치 변화를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따라 운전자주행모드 전환시 운전자가 스티어링휠을 회전시킨 후의 스티어링휠의 회전위치 변화를 설명하기 위한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 주행 제어시스템은 디스플레이기구(3)와, 컨트롤러(C)를 포함하여 구성이 될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 SBW시스템이 탑재되고 자율주행이 가능하도록 설계된 차량에 적용이 가능할 수 있는 것으로, 예컨대 스티어링휠(1)에 조향반력시스템(5)이 설치되어 스티어링휠(1)에 조타감과 조향반력을 제공하고, 스티어링기어박스에는 타이어 조타시스템(7)이 설치되어 스티어링휠(1)의 조향 회전에 따라 타이어를 조타시킬 수 있다.
디스플레이기구(3)는 스티어링휠(1)의 중앙부에 마련되어, 스티어링휠(1)의 회전위치가 표시 가능할 수 있다.
예컨대, 상기 디스플레이기구(3)는 스티어링휠(1)의 림(1a) 가운데 공간에 끼워진 형상으로 마련된 것으로, 원형의 터치패널일 수 있다.
즉, 상기 디스플레이기구(3)에 상기 스티어링휠(1)의 가상 스포크 영상이 표시됨으로써, 스티어링휠(1)의 회전위치가 표시될 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이기구(3)에는 자율주행모드에서 목적지 입력 및 수정 등의 주행요구사항이 입력되고, 또한 목적지까지의 주행경로가 표시되도록 구성될 수 있다.
아울러, 컨트롤러(C)에는 타이어의 조타각이 입력되고, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경됨에 따라 상기 디스플레이기구(3)에 타이어 조타각에 따른 스티어링휠(1)의 회전위치가 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 주행 제어시스템을 활용한 본 발명의 차량용 주행 제어방법에 대해 살펴보면, 컨트롤러(C)가 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경 판단시, 스티어링휠(1)의 중앙부에 마련된 디스플레이기구(3)에 스티어링휠(1)의 회전위치가 표시되도록 제어할 수 있다.
도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(C)가 운전자의 의지에 따라 현재 주행모드가 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경된 것으로 판단하는 경우, 타이어의 조타각을 입력받을 수 있다.
이어서, 상기 컨트롤러(C)가 상기 타이어 조타각에 대응하는 스티어링휠(1)의 회전각도를 계산할 수 있다.
그리고, 상기 컨트롤러(C)가 상기 계산된 스티어링휠(1)의 회전각도에 대응하는 회전위치를 상기 디스플레이기구(3)에 표시하도록 제어할 수 있다.
즉, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경시, 상기 디스플레이기구(3)에 현재 타이어 조타각 위치에 기반한 스티어링휠(1)의 가상 스포크 영상이 표시되어 스티어링휠(1)의 회전위치가 인지됨으로써, 타이어 조타각과 스티어링휠(1)의 물리적 동기화 과정 없이도, 타이어 조타각에 맞는 스티어링휠(1)의 회전위치를 운전자가 손쉽게 확인할 수 있게 된다.
아울러, 상기 타이어의 조타각이 변화함에 따라 스티어링휠(1)은 회전하지 않고 디스플레이기구(3)에 표시된 스티어링휠(1)의 회전위치만이 타이어 조타각에 맞추어 회전하도록 제어할 수 있다.
즉, 운전자주행모드로 전환한 경우, 운전자가 스티어링휠(1)을 잡기 전에는 도 4와 같이 스티어링휠(1)이 회전하는 것이 아니라, 디스플레이기구(3)에 표시되는 스티어링휠(1)의 회전위치(스포크 영상)만이 회전될 수 있다.
다만, 운전자주행모드로 전환한 이 후, 운전자가 스티어링휠(1)을 돌리는 경우에는, 도 5와 같이 스티어링휠(1)의 회전에 따라 스티어링휠(1)의 회전위치가 함께 회전될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 운전자가 스티어링휠(1)을 돌리게 되면, 그 외력에 의해 스티어링휠(1)의 회전 여부를 판단할 수 있다.
이에, 스티어링휠(1)을 회전한 것으로 판단시, 디스플레이기구(3)에 표시된 스티어링휠(1)의 회전위치가 스티어링휠(1)의 회전에 맞추어 회전하도록 제어할 수 있다.
즉, 운전자 의지에 의한 스티어링휠(1)의 회전이 감지되면, 컨트롤러(C)가 아닌 운전자의 의지에 따라 차량을 주행하게 되는바, 디스플레이기구(3)에 출력되는 스포크 영상이 그 상태에서 정지되어 스티어링휠(1)과 함께 회전됨으로써 운전자에게 이질감 없는 주행성능을 제공하게 된다.
이때에, 상기 스티어링휠(1)의 회전 여부는 스티어링휠(1)에 마련된 조향각센서를 이용하여 판단할 수 있다. 이에, 운전자의 주행의지 반영(Hands On)을 조향토크가 아닌 스티어링휠(1) 조향각센서값으로 판단이 가능함으로써, 토크센서를 삭제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경시, 상기 디스플레이기구(3)에 현재 타이어 조타각 위치에 기반한 스티어링휠(1)의 가상 스포크 영상이 표시되어 스티어링휠(1)의 회전위치가 인지된다.
따라서, 타이어 조타각과 스티어링휠(1)의 물리적 동기화 과정 없이도, 타이어 조타각에 맞는 스티어링휠(1)의 회전위치를 운전자가 손쉽게 확인할 수 있게 되는바, 운전자에게 이질감을 주지 않으면서 신속하면서도 자연스럽게 자율주행모드에서 운전자주행모드로의 전환이 가능하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 스티어링휠 3 : 디스플레이기구
C : 컨트롤러

Claims (8)

  1. SBW시스템이 탑재된 자율주행 차량의 주행 제어시스템으로서,
    스티어링휠의 중앙부에 마련되어, 스티어링휠의 회전위치가 표시 가능한 디스플레이기구;
    타이어의 조타각이 입력되고, 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경됨에 따라 상기 디스플레이기구에 타이어 조타각에 따른 스티어링휠의 회전위치가 표시되도록 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    컨트롤러가 상기 운전자주행모드로 변경 판단시, 타이어의 조타각을 입력받고, 상기 타이어 조타각에 대응하는 스티어링휠의 회전각도를 계산하며, 상기 계산된 스티어링휠의 회전각도에 대응하는 회전위치를 상기 디스플레이기구에 표시하도록 제어하여 구성이 되고,
    컨트롤러가 상기 타이어의 조타각이 변화하는 과정에서 스티어링휠이 외력에 의해 회전하기 전까지는 스티어링휠은 회전하지 않고 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치만이 타이어 조타각에 맞추어 회전하도록 제어하고,
    컨트롤러가 외력에 의한 스티어링휠의 회전 여부를 판단하고, 외력에 의한 스티어링휠의 회전시, 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치가 스티어링휠의 회전에 맞추어 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이기구는 스티어링휠의 림 가운데 공간에 끼워지는 형상으로 마련된 터치패널인 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 디스플레이기구에는 자율주행모드에서 주행요구사항이 입력되고 주행경로가 표시되도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어시스템.
  4. SBW시스템이 탑재된 자율주행 차량의 주행 제어방법으로서,
    컨트롤러가 자율주행모드에서 운전자주행모드로 변경 판단시, 스티어링휠의 중앙부에 마련된 디스플레이기구에 스티어링휠의 회전위치가 표시되도록 제어하는 것은,
    상기 운전자주행모드로 변경 판단시, 타이어의 조타각을 입력받는 단계;
    상기 타이어 조타각에 대응하는 스티어링휠의 회전각도를 계산하는 단계;
    상기 계산된 스티어링휠의 회전각도에 대응하는 회전위치를 상기 디스플레이기구에 표시하도록 제어하는 단계;를 포함하여 구성이 되고,
    상기 타이어의 조타각이 변화하는 과정에서 스티어링휠이 외력에 의해 회전하기 전까지는 스티어링휠은 회전하지 않고 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치만이 타이어 조타각에 맞추어 회전하도록 제어하고,
    외력에 의한 스티어링휠의 회전 여부를 판단하는 단계;
    외력에 의한 스티어링휠의 회전시, 디스플레이기구에 표시된 스티어링휠의 회전위치가 스티어링휠의 회전에 맞추어 회전하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 스티어링휠의 회전 여부는 스티어링휠에 마련된 조향각센서를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 주행 제어방법.
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