KR100821147B1

KR100821147B1 - 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100821147B1
Application number: KR1020060093872A
Authority: KR
Inventors: 신동호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-14
Also published as: KR20080028527A

Abstract

본 발명은 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선행 차량이 있는 경우에 운전자의 선행차량 추종 패턴을 실시간으로 학습시켜 운전자의 성향 및 주위 환경에 따라 가변적으로 헤드웨이타임을 설정하도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템은 차량의 주행상황에 따라 차속을 자동 조절하는 ACC 시스템에서 헤드웨이타임 설정을 위해 학습을 실행시키기 위한 메모리 버튼과, 학습이 끝난 후 저장을 위한 세트 버튼이 구비되는 ACC HMI장치와, 상기 차량 전방으로 레이저빔을 주사하여 선행차량을 검출하는 동시에, 선행차량까지의 차간거리를 검출하는 차간거리 레이더와, 주행중인 차량의 현재 차속을 검출하는 차속 센서와, 상기 메모리 버튼을 누른 경우 차속과 차간거리로 헤드웨이타임을 구하여 이 헤드웨이타임으로 운전자의 선행차량 추종 패턴을 실시간으로 학습하고 이를 연산하여 헤드웨이타임을 설정하며, 상기 세트 버튼을 누르면 설정된 헤드웨이타임을 저장하는 ACC 제어유닛을 포함한다.

헤드웨이타임, 차간거리제어, TTG(Time-To-Gap), 운전자 가변형

Description

운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템 및 그 방법{Driver Variable Type Setting System of Headway Time and Method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 헤드웨이 타임 설정시스템의 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 헤드웨이 타임 설정방법의 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: ACC HMI장치 11: 메인 버튼

12: 캔슬 버튼 13: 리줌/플러스 버튼

14: 세트/마이너스 버튼 15: 헤드웨이 버튼

16: 메모리 버튼 20: 차간거리 레이더

30: ACC 제어유닛 40: 스피커

50: 차속 센서

차간거리제어시스템인 ACC(Adaptive Cruise Control) 시스템은 차량의 주행상황에 따라 차속을 자동 조절하는 일종의 정속주행 조절 장치로서, 정속주행장치가 작동중일 때 스로틀 밸브 제어와 제한적 브레이크를 사용하여, ACC 시스템을 장착한 차량과 전방 차량간의 설정된 시간 간격(수초로 조정 가능)을 유지하도록 차량 속도를 조절하는 장치이다.

이에, 상기 ACC 시스템을 장착한 차량의 경우, 교통 흐름에 변화가 생겨도 수동으로 가속이나 감속을 할 필요가 적어지고, 주행 중에 앞서가는 차량이 없으면 ACC 시스템 장착 차량은 원래의 정속주행 속도로 환원되어, 주행 안정성 및 편의성을 제공하게 된다.

상기 ACC 시스템의 차간거리제어방법은 선행차량이 있고 자차가 주행중일 경우, 차속을 검출하여 자차와 전방차량 간의 안전거리를 계산한다.

상기 안전거리는 헤드웨이타임 * 차속 + 예비 차간거리로서, 여기서 헤드웨이타임은 브레이크 페달을 밟은 상태에서 제동상태에 들어갈 때까지의 시간, 예비차간거리는 안전성을 향상시키기 위한 임의의 제동거리이다.

안전거리가 계산된 경우 레이더를 이용하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 측정하고, 차간거리와 안전거리를 비교판단하여 차간거리가 안전거리보다 큰 경우에 스로틀 밸브를 열도록 제어함으로써 자차의 주행 차속이 가속되어 차간거리가 좁혀진다.

반대로 차간거리가 안전거리보다 작을 경우, 브레이크를 제어함으로써 자차 의 주행 차속이 감속되어 차간거리가 넓어진다.

이와 같이 차간거리제어시스템은 선행차량 유무에 따라 차간거리제어모드와 속도제어모드의 변환을 통해 자동으로 속도를 제어하게 된다.

특히 선행차량이 있을 경우에 차간거리제어모드로 전환이 되면 HMI(Human Machine Interface)장치를 이용해 운전자가 헤드웨이타임을 선택하게 된다.

이 경우 종래에는 선택할 수 있는 헤드웨이타임이 3가지 정도로 미리 세팅되어 있었다.

종래 차간거리제어시스템은 헤드웨이타임이 3가지 정도로 메모리 되어 있어 다양한 기상 상황이나 주변 교통 상황에 따라 운전자가 가변적으로 헤드웨이타임을 설정하는 것이 불가능하였다.

예를 들어 우천이나 안개가 짙은 기상 상황에서 운전자는 안전거리 확보를 위해 헤드웨이타임을 길게 설정하길 원하고, 주변 교통 상황이 번잡스럽고 끼어드는 선행차량이 많은 교통상황에서 운전자는 안전거리 확보를 위해 헤드웨이타임을 짧게 설정하길 원하나, 이러한 헤드웨이타임의 설정이 불가능하여 운전자는 심리적 불안감을 느껴 ACC 시스템을 꺼두고 사용하지 않게 된다.

또한, 운전자가 노약자, 청년, 여자 등으로 다양하고 또 제각각 원하는 안전거리가 있음에도 이를 고려하지 않고 헤드웨이타임을 일률적으로 3가지로 세팅해 놓은 것은 무리가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선행차량이 있을 경우에 운전자의 선행차량 추종 패턴을 실시간 학습시켜 운전자의 성향 및 주위 환경에 따라 차간거리제어 시 중요한 설정값인 헤드웨이타임을 가변적으로 설정하도록 하는 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정시스템은, 차량의 주행상황에 따라 차속을 자동 조절하는 ACC 시스템에서 헤드웨이타임 설정을 위해 학습을 실행시키기 위한 메모리 버튼과, 학습이 끝난 후 저장을 위한 세트 버튼이 구비되는 ACC HMI장치와, 상기 차량 전방으로 레이저빔을 주사하여 선행차량을 검출하는 동시에, 선행차량까지의 차간거리를 검출하는 차간거리 레이더와, 주행중인 차량의 현재 차속을 검출하는 차속 센서와, 상기 메모리 버튼을 누른 경우 차속과 차간거리로 헤드웨이타임을 구하여 이 헤드웨이타임으로 운전자의 선행차량 추종 패턴을 실시간으로 학습하고 이를 연산하여 헤드웨이타임을 설정하며, 상기 세트 버튼을 누르면 설정된 헤드웨이타임을 저장하는 ACC 제어유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정방법은, ACC 시스템의 헤드웨이타임 설정모드에서 일정시간 간격마다 차속과 차간거리를 검출하고, 이 차속과 차간거리를 이용하여 헤드웨이타임을 구하는 단계와, 상기 단계를 임의의 n번 반복하여 n개에 대한 헤드웨이타임의 평균값을 계산하는 단계와, 상기 헤드웨이타임의 평균값을 임의의 L번만큼 누적하여 L개에 대한 헤드웨이타임 평 균값들의 표준편차를 계산하는 단계와, 상기 표준편차를 문턱값과 비교하여 올바른 학습이 이루어졌는지 판단하는 단계와, 상기 표준편차가 문턱값 미만인 경우에 올바른 학습이 이루어진 것으로 판단하여 그 헤드웨이타임의 평균값에 대해 최대값과 최소값을 제한하는 새추레이션을 수행하는 단계와, 상기 헤드웨이타임의 설정이 완료되었음을 나타내는 안내멘트를 출력하고, 설정된 헤드웨어타임을 저장하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 헤드웨이타임 설정시스템의 블록도이다.

ACC HMI장치(10), 차간거리 레이더(20), ACC 제어유닛(30), 스피커(40) 및 차속 센서(50)를 포함하여 구성된다.

ACC HMI장치(10)는 차량의 운전석 모듈 근처에 장착되고 메인 버튼(11), 캔슬 버튼(12), 리줌/플러스 버튼(13), 세트/마이너스 버튼(14), 헤드웨이 버튼(15), 메모리 버튼(16)을 구비한다.

메인 버튼(11)은 ACC 시스템을 작동시키기 위한 조작 부재이며, 메인 버튼(11)이 ON되면 ACC 시스템에 전원이 인가되어 작동 상태가 된다.

캔슬 버튼(12)은 헤드웨이타임(또는 TTG: Time To Gap) 설정 제어를 해제하기 위한 조작부재이다.

리줌(Resume)/플러스 버튼(13)은 헤드웨이타임 설정 모드에서는 전회 설정시의 헤드웨이타임을 독출하여 헤드웨이타임 설정을 재개하고, 헤드웨이타임 설정 모 드가 아닌 경우 즉, 차간거리제어모드와 속도제어모드에서는 차간거리나 차속을 증가시키는 조작부재이다.

세트/마이너스 버튼(14)은 헤드웨이타임 설정 모드에서는 헤드웨이타임 학습이 끝난 후 저장을 하고, 헤드웨이타임 설정모드가 아닌 경우에는 차속이나 차간거리를 감소시키는 조작부재이다.

헤드웨이 버튼(15)은 운전자의 성향 및 주위 환경에 따라 설정된 헤드웨이타임을 선택하게 하는 조작부재이다.

메모리 버튼(16)은 헤드웨어타임 설정 모드로 진입하여 학습을 실행시키기 위한 조작부재이다.

상기 ACC HMI장치에 구비된 버튼 중 특히 헤드웨이타임 설정을 위해서, 학습을 실행시키기 위한 메모리 버튼(16)과 학습이 끝난 후 저장을 위한 세트/마이너스 버튼(14)이 이용된다.

선행차량과의 상대거리를 검지하기 위한 차간거리 레이더(20)는 차량 전방으로 레이저빔을 주사하여 선행차량을 검출하는 동시에, 선행차량까지의 차간거리를 검출한다.

ACC 제어유닛(30)은 차속 및 차간거리 제어를 수행하며 특히, 헤드웨이타임 학습을 위한 로직 함수를 탑재하여, 상기 메모리 버튼(16)을 누른 경우 도 2의 순서도에 의해 운전자의 선행차량 추종 패턴을 실시간으로 학습하여 운전자의 성향 및 주위 환경에 따라 헤드웨이타임을 설정하고, 세트/마이너스 버튼(14)을 누르면 설정된 헤드웨이타임을 저장한다.

스피커(40)는 상기 ACC 제어유닛(30)의 제어에 의해 헤드웨이타임 학습 상태 및 학습을 위한 주행방법 안내를 음성에 의해 방송한다.

차속 센서(50)는 주행중인 차량의 현재 차속을 검출한다.

도 2는 본 발명에 따른 헤드웨이 타임 설정방법의 순서도이다.

운전자가 차량을 주행중에 선행차량이 있는 경우에 운전자의 페달 작동만으로 선행차량을 추종하고, 차간거리가 어느 정도 일정하게 유지된 후 헤드웨이타임 학습을 위해 운전자에 의해 메모리 버튼(16)가 눌러진 경우에 헤드웨이타임 설정모드로 진입한다(S202).

차속 센서(50)와 차간거리 레이더(20)는 일정시간 간격마다 차속과 차간거리를 검출하고(S204), ACC 제어유닛(30)은 이 차속과 차간거리를 이용하여 헤드웨이타임을 수학식 1에 의해 구한다(S206).

여기서 S(k)는 k번째 검출시 선행차량과 자차와의 차간거리이고, V_s(k)는 k번째 자차의 주행속도이다.

이와 같이 차속 및 차간거리 검출과 헤드웨이타임 계산을 n번째 반복하여(k=n)(S208), 최근 n개에 대한 헤드웨이타임(T_h)을 저장하고 최근 n개에 대한 헤드웨이타임의 평균값(T_ave)을 계산한다(S210).

이와 같이 하여 구한 헤드웨이타임의 평균값(T_ave)이 임의의 개수(L)만큼 누적되면, 운전자의 선행차량 추종 패턴에 대한 학습이 제대로 이루어졌는지 알아보기 위해 최근 L개에 대한 헤드웨이타임 평균값들의 표준편차(STD(T_ave))를 계산한다(S212).

상기 표준편차(STD(T_ave))를 문턱값(Threshold)과 비교하여(S214), 표준편차가 심하여 문턱값보다 큰 경우에는 운전자의 선행차량 추종 패턴에 대한 학습이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단해서 상기 S204단계 이후를 다시 수행한다.

이때 ACC 제어유닛(30)은 스피커(40)를 통해 올바른 학습을 위한 바른 주행방법을 안내한다.

상기 표준편차(STD(T_ave))가 문턱값 미만인 경우에는 운전자의 선행차량 추종 패턴에 대한 학습이 제대로 이루어진 것으로 판단하여 평균값((T_ave))을 리턴하고(S216), 그 헤드웨이타임의 평균값에 대해 최대값과 최소값을 제한(차간거리가 너무 크거나 너무 작으면 제한)하는 새추레이션(saturation)을 수행한다(S218).

다음 ACC 제어유닛(30)은 스피커(40)를 통해 헤드웨이타임의 설정이 완료되었음을 나타내는 안내멘트를 출력하고, 운전자가 세트/마이너스 버튼(14)을 누르면 설정된 헤드웨어타임이 저장된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 운전자의 선행차량 추종 패턴 을 운전자의 의지에 따라 실시간 학습함으로써 운전자 맞춤형 ACC시스템을 구성할 수 있게 되어 우천시 또는 선행차량 크기, 주변 차량 소통 등에 따라 환경 적응형 차간거리제어를 수행할 수 있어 운전자로 하여금 심리적 안정감을 향상시킬 수 있다.

Claims

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ACC 시스템의 헤드웨이타임 설정모드에서 일정시간 간격마다 차속과 차간거 리를 검출하고, 이 차속과 차간거리를 이용하여 헤드웨이타임(T_h)을 구하는 단계와,

상기 단계를 임의의 n번 반복하여 n개에 대한 헤드웨이타임의 평균값(T_ave)을 계산하는 단계와,

상기 헤드웨이타임의 평균값(T_ave)을 임의의 L번만큼 누적하여 L개에 대한 헤드웨이타임 평균값들의 표준편차(STD(T_ave))를 계산하는 단계와,

상기 표준편차(STD(T_ave))를 문턱값과 비교하여 올바른 학습이 이루어졌는지 판단하는 단계와,

상기 표준편차(STD(T_ave))가 문턱값 미만인 경우에 올바른 학습이 이루어진 것으로 판단하여 그 헤드웨이타임의 평균값(T_ave)에 대해 최대값과 최소값을 제한하는 새추레이션(saturation)을 수행하는 단계와,

상기 헤드웨이타임의 설정이 완료되었음을 나타내는 안내멘트를 출력하고, 설정된 헤드웨어타임을 저장하는 단계를 포함하는 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정방법.
제 3 항에 있어서,

상기 표준편차(STD(T_ave))가 문턱값보다 큰 경우에 올바른 학습이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 올바른 학습을 위한 바른 주행방법을 안내하고, 이후 차속과 차간거리를 검출하여 헤드웨이타임(T_h)을 구하는 단계 이후를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 운전자 가변형 헤드웨이타임 설정방법.