KR101286466B1 - 적응형 순항 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행 중 전방에 정지물체가 갑자기 나타난 경우에 자동 제동, 자동 조향 또는 경보를 통하여 신속하게 대응하도록 하는 ACC 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 레이더를 이용해 일정값 이상의 폭을 가진 정지물체를 감지하면 자차와 정지물체 사이의 거리에 따라 자동 제동 또는 자동 조향이 가능한지 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 자동으로 제동하거나 조향하여 정지물체와의 충돌을 회피하되, 자동 제동 및 자동 조향이 모두 불가능한 경우에는 경보를 발생시켜 운전자로 하여금 브레이크를 밟거나 주행 방향을 바꾸도록 한다.

Description

적응형 순항 제어장치 및 그 제어방법{ADAPTIVE CRUISE CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 차량에 장착된 적응형 순항 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 전방에 새로운 정지차량이 나타났을 때 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

최근에 차량의 편의장치 중 하나로 적응형 순항 제어(Adaptive cruise control : 이하 ACC라 함.) 시스템에 관한 연구가 활발히 진행중이고 이미 ACC 시스템이 장착된 차량들이 전세계에서 시판되고 있다.

ACC 시스템은 차량 전방에 장착된 레이더에서 선행차량의 위치 및 선행차량과의 거리 등에 따라 차량의 스로들밸브, 브레이크, 변속기를 자동 제어하여 적절한 가감속을 수행함으로써 선행차량과의 적정 거리를 유지하도록 하는 시스템이다.

ACC 시스템은 선행차량이 없는 경우에는 정속 주행 제어를 수행하고 선행차량이 있는 경우에는 선행차량과 일정한 간격을 유지하도록 차간거리 제어를 수행하는 것이 일반적이며, 위와 같은 기능을 수행하기 위해서는 차량의 상태를 감지하는 레이더 센서와 차량의 가감속 제어를 수행하는 전자식 제동장치로 구성된다.

기존의 ACC 시스템은 차량이 움직이는 상태에서 전방에 움직이는 차량에 대해서만 제어가 가능하도록 설계되어 있다. 레이더만을 이용해서 전방의 정지 물체가 차량인지 도로 구조물인지 구분할 수 없기 때문이다. 이러한 이유로 기존의 ACC 시스템은 정지물체나 정지차량에 대해서는 그에 대처할 수 있는 제어 및 경보를 하지 않았다.

전방에 새로운 정지 차량이나 물체가 보일 경우 운전자가 스스로 정지차량을 피하거나 정차할 수 있지만 갑작스럽게 정지 차량이나 물체가 나타나는 경우 ACC 시스템에서 별도의 제어를 해주지 않아 충돌상황이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 차량 전방에 장착된 레이더가 전방에 나타난 정지 물체를 감지한 경우 자동으로 제동하거나 자동으로 차량의 방향을 바꾸거나 경보를 울리거나 ABA(Active Brake Asist)를 동작시킴으로써 갑자기 나타난 전방의 정지 물체에 대해 신속하고 적절하게 반응할 수 있는 ACC 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 ACC 장치는 자차 전방의 물체를 감지하는 레이더;

자차의 움직임을 감지하는 움직임 감지부;및 상기 레이더가 상기 자차의 전방에 있는 정지 물체를 감지하는 경우 자동 조향, 자동 제동 및 경보 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함한다.

상기 레이더는 상기 정지 물체의 폭을 산출한다.

상기 제어부는 상기 레이더에서 산출한 상기 정지 물체의 폭에 기초하여 상기 정지 물체가 차량 또는 위험물체인지 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.

상기 판단부는 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리인지 여부를 판단한다.

상기 판단부는 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리가 아닌 것으로 판단한 경우, 자동 조향 기능을 이용하여 피할 수 있는 거리인지 여부를 판단한다

상기 제어부는, 상기 판단부가 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리인 것으로 판단한 경우 자차를 제동시키는데 필요한 제동력을 산출하여 브레이크에 제어신호를 전송하는 브레이크 제어부를 더 포함한다.

상기 제어부는, 상기 판단부가 자차와 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 조향 기능을 이용하여 피할 수 있는 거리인 것으로 판단한 경우 조향출력을 발생자차의 조향을 제어하는 조향 제어부를 더 포함한다.

상기 판단부는 상기 정지 물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 경우에 한하여 자동 제동 또는 자동 조향 가부를 판단한다.

본 발명의 일 측면에 따른 ACC장치의 제어방법은 전방에 정지물체가 나타나는 경우, 상기 정지물체의 폭을 감지하고; 상기 정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인지 여부를 판단하고; 상기 정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 경우, 자차와 상기 정지물체사이의 거리에 기초하여 자동 제동, 자동 조향 및 경보 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 제어신호를 발생시키는 것으로 한다.

자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리인 경우, 필요한 제동력을 산출하여 전자식 브레이크에 전송한다.

자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리가 아닌 경우, 자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 조향으로 피할 수 있는 거리인지 여부를 판단하고; 자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 조향으로 피할 수 있는 거리인 경우, 필요한 조향출력을 산출하여 자차의 조향을 제어한다.

자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리가 아니고, 자동 조향으로 피할 수 있는 거리가 아닌 경우에, 시각 또는 청각적으로 경보를 발생시킨다.

본 발명의 일 측면에 따른 ACC 장치 및 그 제어방법은 갑자기 나타난 전방의 정지물체에 대해 자동 제동, 자동 조향 또는 경보를 발생시킴으로써 ACC 장치의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전방에 정지물체가 나타났을 때 자동 제동이 가능한 경우, 자동 조향이 가능한 경우, 자동 제동 또는 자동 조향이 모두 불가능한 경우에 따라 각각 그에 맞는 제어를 수행함으로써 위험 상황에 대하여 신속하고 적절하게 대처할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 ACC 장치의 제어블록도이다.
도 2a는 주행 중인 자차의 전방에 갑자기 정지물체가 나타나는 경우에 관한 예시를 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 ACC 장치를 장착한 차량이 전방차량의 폭을 측정하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부의 기능을 나타낸 제어블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 ACC 장치를 장착한 차량이 자동조향에 의해 정지차량을 회피하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 자동조향 시스템의 제어블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 ACC 장치의 제어방법에 관한 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 여기서 정지물체라 함은 자차의 전방에 정지되어 있는 차량 및 차량 이외의 물체를 모두 포함하는 것으로 하고, 적응형 순항 제어(Adaptive Cruise Control: 이하 ACC라 함.) 장치라 함은 차량의 제어를 자동으로 수행하는데 필요한 장치를 모두 포함할 수 있는 것으로 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치는 자차 전방의 물체를 감지하는 레이더(10), 자차의 움직임을 감지하는 움직임 감지부(20) 및 상기 레이더(10)가 상기 자차의 전방에 정지 물체를 감지하는 경우 자동 조향, 자동 제동 및 경보 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 제어신호를 발생시키는 제어부(100)를 포함한다.

레이더(10)는 전자기파를 물체에 조사하여 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신함으로써 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, ACC 장치에서는 전방차량과의 거리 및 전방차량의 속도를 측정하여 자차가 전방차량과 적절한 거리를 유지할 수 있도록 한다. 레이더(10)는 카메라처럼 전방의 물체가 무엇인지를 인식할 수는 없기 때문에 종래에는 전방에서 움직이는 물체에 대해서만 대응을 하였다. 그러나 본 발명에서는 레이더(10)에서 전방 물체의 폭을 측정함으써 전방 물체가 자차의 운행에 방해가 되는 위험물체 또는 차량인지 여부를 판단할 수 있다.

움직임 감지부(20)는 자차의 움직임에 관한 정보를 감지하여 이 정보들이 차량 제어에 사용될 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 감지부(20)는 휠 속도 센서 및 조향센서를 포함할 수 있다.

제어부(100)는 본 발명에 따른 ACC 장치의 전체적인 제어를 수행하는 것으로서, 레이더(10)에서 자차의 전방에 정지 물체를 감지하고, 그 정지 물체의 폭을 측정하여 전송하면, 정지 물체가 자차의 운행에 방해가 되는 것인지 판단하고, 정지 물체가 자차의 운행에 방해가 되는 것으로 판단한 경우에는 자동 제동을 이용하여 자차를 멈출 수 있는지 여부, 자동 제동으로 멈출 수 없다면 자동 조향으로 정지 물체를 피할 수 있는지 여부를 판단하여 그에 따라 자차를 제어한다. 자세한 내용은 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치를 장착한 차량의 전방에 갑자기 정지 물체가 나타나는 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치를 장착한 차량(이하 자차라 함)이 전방 차량과 일정한 거리를 유지하면서 주행하던 중 전방 차량이 옆차선으로 이동하는 경우, 전방 차량의 앞에 후속전방차량이 존재하면 자차는 후속전방차량을 갑작스럽게 마주하게 된다. 이 때 후속전방차량이 주행 중인 경우에는 자차의 ACC 장치가 후속전방차량의 속도에 따라 브레이크를 제어하여 안전한 거리를 유지할 수 있지만 후속전방차량이 정지 상태인 경우에는 본 발명에 따른 제어가 필요하다.

먼저, 레이더(10)가 전방에 나타난 정지 물체의 폭을 측정한다. 도 2b를 참조하면 레이더(10)에서 조사된 전자기파는 정지 물체를 구성하는 각 포인트에 반사되어 다시 레이더(10)로 들어가므로 레이더(10)는 이를 이용하여 정지 물체의 폭을 측정할 수 있다.

제어부(100)는 레이더(10)에서 측정한 정지 물체의 폭에 기초하여, 정지 물체가 차량인지 여부 또는 자차의 주행에 방해가 되는 위험물체인지 여부를 판단한다. 이에 관한 자세한 내용은 후술하기로 한다.

제어부(100)에서 판단한 결과, 정지 물체가 후속전방차량인 경우에는 후속전방차량과의 충돌을 회피하기 위하여 자동 제동을 수행할 것인지, 자동 조향을 수행할 것인지 또는 경보를 발생할 것인지 여부를 결정하여 이에 따른 제어신호를 발생시킨다.

도 2에 나타난 예시는 자차와 같은 차선에서 자차의 전방을 주행 중이던 전방차량이 옆 차선으로 이동함으로 인해 갑자기 정지 물체를 마주친 경우에 관한 것이나, 전방차량이 옆 차선으로 이동한 경우가 아니더라도 운전자가 전방의 정지 물체를 인지하지 못하여 자차와 정지 물체 사이의 거리가 소정의 임계거리 이하로 가까워진 경우에도 적용될 수 있다. 소정의 임계거리는 설계자가 미리 적절한 값을 설정할 수 있다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치의 제어부(100)의 기능에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 제어부(100)는 전방의 정지 물체의 폭이 소정의 임계값 이상인지 여부, 자차와 정지 물체 사이의 거리가 자동 제동에 의해 멈출 수 있는 거리인지 여부, 자차와 정지 물체 사이의 거리가 자동 조향에 의해 피할 수 있는 거리인지 여부 등을 판단하는 판단부(110), 자차의 제동에 필요한 제동력을 산출하여 브레이크 제어 신호를 발생시키는 브레이크 제어부(120), 정지 물체와의 충돌을 회피하기 위한 조향 각도를 산출하여 조향 제어 신호를 발생시키는 조향 제어부(130), 운전자에게 전방의 정지물체에 대한 경보를 하는 경보 발생부(140)를 포함한다.

판단부(110)는 먼저, 전방의 정지 물체의 폭이 소정의 임계값 이상인지 여부를 판단한다. 앞서 검토한 바와 같이, 전방에 나타난 정지 물체의 폭은 레이더(10)에서 측정할 수 있고 판단부(110)는 레이더(10)에서 측정한 정지 물체의 폭을 전송받아 소정의 임계값과 비교한다. 여기서 소정의 임계값이란 정지 물체를 차량으로 간주할 수 있는 폭을 말하며, 이는 설계자 또는 운전자가 미리 설정할 수 있다. 일예로, 소정의 임계값을 1미터로 할 경우 판단부(110)는 레이더(10)에서 측정한 정지 물체의 폭이 1미터 이상인지 여부를 판단하고, 판단 결과 정지 물체의 폭이 1미터 이상이면 정지 물체가 차량인 것으로 간주하여 자동 제동 가부를 판단한다.

또한, 정지 물체가 차량이 아니더라도 소정의 임계값 이상의 폭을 갖는 물체라면 자차의 주행에 방해가 되는 것으로 볼 수 있고, 소정의 임계값은 전방에 정지하고 있는 차량을 포함하여 자차의 주행에 방해가 되는 위험물체, 즉 도로 구조물이 아닌 다른 장애물인 것으로 간주할 수 있는 최소 폭일 수 있다.

정지 물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 것으로 판단한 경우, 판단부(110)는 정지 물체와 자차와의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리인지 여부를 판단한다. 이 때에는 레이더(10)에서 측정한 정지 물체와의 거리와 자차의 최대 감속도에 기초하여 판단하는 바, 본 발명의 일 실시예에서는 아래의 [수학식 1]을 이용할 수 있다.

[수학식 1]

여기서, d_braking는 전방 차량의 속도와 자차의 속도 및 최대 감속도를 고려하여 운전자가 브레이크를 밟지 않고 ACC 장치에 의해 자동으로 제동할 수 있는 거리를 나타내고 v_pov는 전방 차량의 속도, v_sv는 자차의 속도, a_{x _ max}는 자차의 최대 감속도 및 는 a_pov는 전방차량의 가속도를 나타낸다.

당해 실시예에서는 전방 차량 즉, 정지 물체의 속도가 0이고, 자차의 최대 감속도는 0.4g일 수 있다. 그러나 상기 자차의 최대 감속도는 ACC 장치에서 발생시킬 수 있는 최대 감속도의 일 예시에 불과하고 차량에 따라 더 크거나 더 작은 최대 감속도를 가질 수 있다. 자차의 속도는 움직임 감지부(20)의 휠 속도 센서에 의해 측정될 수 있고, 전방 차량의 속도 및 전방차량의 가속도는 레이더(10)에 의해 측정될 수 있다.

판단부(110)에서는 움직임 감지부(20) 및 레이더(10)에서 측정한 각종 정보에 기초하여 자동 제동으로 정지 물체와의 충돌을 회피할 수 있는 거리 d_braking를 산출하고, 레이더(10)에서 측정한 정지 물체와 자차 사이의 거리를 상기 d_braking와 비교하여 현재 ACC 장치의 자동 제동에 의하여 정지 물체를 회피할 수 있는지 여부를 판단한다.

상기 [수학식 1]은 자동 제동 가부를 판단하는데 사용될 수 있는 일 예에 불과하며, 본 발명의 실시예가 [수학식 1]에 한정되는 것은 아니다. 또한, 자차의 최대 감속도 역시 차량마다 다른 값을 가질 수 있으며 설계자 또는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있는 바, 상기 예에 한정되는 것이 아니다.

판단 결과, 정지 물체와 자차 사이의 거리가 자동 제동에 의해 정지할 수 있는 거리보다 먼 경우, 즉 ACC 장치의 자동 제동에 의하여 정지 물체를 회피할 수 있는 경우에는 브레이크 제어부(120)에 신호를 보내 자차를 제동시키도록 한다.

정지 물체와 자차 사이의 거리가 자동 제동에 의해 정지할 수 있는 거리보다 짧거나 같은 경우, 즉 ACC 장치의 자동 제동에 의하여 정지 물체를 회피할 수 없는 경우에 판단부(110)는 자동 조향에 의해 전방의 정지 물체를 회피할 수 있는지 여부를 판단한다.

도 4에 조향 회피 가능 거리 계산을 설명할 수 있는 모식도가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 판단부(110)가 아래의 [수학식 2]를 이용할 수 있다.

[수학식 2]

여기서, d_streeing은 자차가 ACC 장치를 이용해 자동 조향으로 전방차량을 회피할 수 있는 거리이고 d_y는 자차의 폭, a_y는 자차의 측가속도(lateral acceleraation), v_re는 자차에 대한 전방차량의 상대속도를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 자차가 전방의 정지물체를 인식하고 자동 조향 동작을 개시할 수 있을 때까지 지연 시간이 있을 수 있고, 도 4의 d_delay는 시간이 지연되는 동안 이동하게 되는 거리를 나타낸다. 따라서 d_delay가 존재하는 경우 판단부(110)는 이를 고려하여 자동 조향 가부를 판단해야 한다.

판단부(110)는 미리 설정되어 있거나 움직임 감지부(20)에서 측정한 각종 정보를 상기 [수학식 2]에 대입하여 자차가 자동 조향으로 전방의 정지물체를 회피할 수 있는 거리를 산출하고, 산출된 거리 d_streeing와 레이더(10)에서 측정한 자차와 정지물체 사이의 거리를 비교한다. 이 때 지연거리를 고려하기 위하여 d_streeing에 d_delay를 더한 값인 d_warning과 자차와 정지물체 사이의 거리를 비교한다. 비교 결과, 자차와 정지물체 사이의 거리가 d_warning보다 큰 경우에는 자동 조향에 의해 정지물체를 회피할 수 있는 것으로 판단하고 조향 제어부(130)에 신호를 보낸다.

비교 결과, 자차와 정지물체 사이의 거리가 d_warning보다 작거나 같은 경우에는 자동 조향에 의해 정지물체를 회피할 수 없는 것으로 판단하고 경보 발생부(140)에 신호를 보낸다. 이 경우에는 운전자로 하여금 브레이크를 밟거나 핸들을 제어하도록 하기 위해 시각 또는 청각적으로 경보신호를 발생시킨다. 이 때 능동형 브레이크 보조 장치(ABA: Active Brake Assist)를 사용하여 제동력을 높일 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 브레이크 제어부(120)는 판단부(110)의 판단 결과에 따라 자차의 브레이크를 제어한다. 판단부(110)에서 자동 제동에 의해 전방의 정지 물체와의 충돌을 회피할 수 있다고 판단한 경우, 브레이크 제어부(120)는 판단부(110)로부터 브레이크 동작 개시 신호를 전송받아 필요한 제동력을 산출한다. ACC 장치에 있어서 전방차량과의 충돌을 방지하기 위해 필요한 제동력의 산출은 널리 알려진 공지기술이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다. 그리고 브레이크 제어부(120)는 필요한 제동력을 발생시키기 위한 제어신호를 브레이크부에 전달한다.

판단부(110)의 판단 결과, 자동 제동에 의해 전방의 정지 물체와의 충돌을 회피할 수는 없고 자동 조향에 의해 전방의 정지 물체를 회피할 수 있다고 판단한 경우, 조향 제어부(130)는 판단부(110)로부터 조향 제어 개시 신호를 전송받아 필요한 제어신호를 발생시킨다.

발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 자동조향 장치에 대하여 간단히 설명하도록 한다.

도 5에 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 자동조향 장치의 제어블록도가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 자동조향 장치는 EPS(Electric Power Steering: 전동파워스티어링)제어부, EPS 모터, 비젼센서 및 피드백제어부를 포함한다.

피드백제어부는 차량의 주행경로를 파악하여 조향명령을 EPS제어부로 보내고 EPS제어부는 조향명령을 수신한 후 조향출력을 발생시켜 EPS모터를 제어하여 차량의 조향을 수행하게 된다. 조향의 결과에 따른 차량의 위치를 비젼센서가 감지하여 감지신호를 피드백제어부에 전달하고 피드백제어부는 다시 감지신호를 이용하여 주행경로를 파악하고 조향명령을 다시 EPS제어부에 보낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어부(130)가 도 5의 EPS 제어부의 역할을 하는 바, 조향 제어부(130)는 전방의 정지물체를 회피하기 위해 필요한 조향출력을 발생시켜 이를 EPS 모터로 전달한다. 이 때 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치는 사각지역탐지부(BSD:Blind Spot Detection, 미도시)를 구비할 수 있고 탐지결과 이동하고자 하는 차선에 다른 차량이 있는 경우에는 반대측 차선으로 조향하거나 반대측 차선이 없거나 반대측 차선에도 다른 차량이 있는 경우에는 경보신호를 발생시킬 수 있다. 그러나 도 5는 본 발명의 일 실시예에 불과하고 자동 조향을 함에 있어서 모터가 아닌 유압을 이용하는 방법 등 다양한 기술이 사용될 수 있다.

경보신호 발생부는 시각 또는 청각적으로 사용자에게 위험을 경보하는 바, ACC 장치에서 자동 제동이나 자동 조향에 의해 전방의 정지물체를 회피할 수 없는 경우에 경보신호를 발생시킬 수도 있고 전방에 소정의 임계값 이상의 폭을 갖는 정지물체를 감지한 경우에 바로 경보신호를 발생시켜 운전자로 하여금 브레이크나 핸들을 제어하도록 하는 것도 가능하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치의 제어방법에 관하여 상세히 설명하도록 한다.

도 6에 본 발명의 일 실시예에 따른 ACC 장치의 제어방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. 먼저, 전방에 정지물체가 있는지 여부를 판단한다. 전방에 정지물체가 있는 경우, 정지물체의 폭을 산출한다. 이 때 정지물체의 폭은 레이더(10)에서 수신한 전자기파 신호에 기초하여 산출할 수 있다.

산출한 정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인지 여부를 판단한다. 여기서 소정의 임계값이란 정지 물체를 차량으로 간주할 수 있는 폭을 말하며, 이는 설계자 또는 운전자가 미리 설정할 수 있다. 일예로, 소정의 임계값을 1미터로 할 경우 판단부(110)는 레이더(10)에서 측정한 정지 물체의 폭이 1미터 이상인지 여부를 판단하고, 판단 결과 정지 물체의 폭이 1미터 이상이면 정지 물체가 차량인 것으로 간주하여 자동 제동 여부를 판단한다. 또한, 정지 물체가 차량이 아니더라도 소정의 임계값 이상의 폭을 갖는 물체라면 자차의 주행에 방해가 되는 것으로 볼 수 있고, 소정의 임계값은 자차의 주행에 방해가 되는 위험물체, 즉 도로 구조물이 아닌 다른 장애물인 것으로 간주할 수 있는 최소 폭일 수 있다.

정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 경우, 자차가 자동 제동에 의하여 정지물체를 회피할 수 있는지 여부를 판단한다. 판단방법의 일 예는 앞서 검토한 바와 같이 아래의 [수학식 1]에 의하여 d_braking를 산출하고 레이더(10)에 의해 측정한 자차와 정지물체 사이의 거리를 d_braking 와 비교하는 것이나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

[수학식 1]

판단결과, 자동 제동에 의하여 정지물체를 회피할 수 있는 경우에는 필요한 제동력을 산출하여 이 제동력을 발생시키기 위한 제어신호를 브레이크부에 보낸다.

그러나 자동 제동에 의하여 정지물체를 회피할 수 없는 경우에는 자동 조향에 의하여 정지물체를 회피할 수 있는지 여부를 판단한다. 판단방법의 일 예는 앞서 검토한 바와 같이 아래의 [수학식 2]에 의하여 d_steering(자동조향으로 정지물체를 회피하기 위해 필요한 거리)를 산출하고 레이더(10)에 의해 측정된 자차와 정지물체 사이의 거리가 d_steering와 d_delay(지연시간 동안 이동된 거리)를 합한 값 d_warning보다 큰 지 여부를 판단하는 것이다.

[수학식 2]

d_streeing은 자차가 ACC 장치를 이용해 자동 조향으로 전방차량을 회피할 수 있는 거리이고 d_y는 자차의 폭, a_y는 자차의 측가속도(lateral acceleraation), v_re는 자차에 대한 전방차량의 상대속도를 나타낸다. 그러나 본 발명의 실시예가 [수학식 2]에 한정되는 것은 아니다.

판단결과, 자차와 정지물체 사이의 거리가 d_steering와 d_delay(지연시간 동안 이동된 거리)를 합한 값 d_warning보다 큰 경우, 즉 자동 조향에 의하여 정지물체를 회피할 수 있는 경우에는 조향 제어부(130)가 제어신호를 발생시켜 스티어링을 제어하고 자동으로 자차의 주행방향을 바꾸어 정지물체를 회피하도록 한다. 이 때 옆 차선에 존재하는 다른 차량과의 충돌을 방지하기 위해, 사각지역탐색기(BSD)를 이용하여 옆 차선에 다른 차량이 있는지 여부를 감지하고 다른 차량이 있는 경우에는 반대 차선을 다시 감지한다. 반대 차선이 없거나 반대 차선에도 다른 차량이 있는 경우에는 경보를 발생시켜 운전자가 직접 브레이크를 밟거나 자차의 주행 방향을 바꾸도록 한다.

자동 조향에 의하여 정지물체를 회피할 수 없는 경우에는 운전자가 직접 브레이크를 밟거나 자차의 주행 방향을 바꿀 수 있도록 경보를 발생시킨다. 경보는 시각적 또는 청각적으로 운전자에게 전방에 정지물체가 있음을 알릴 수 있고 이 때 능동형 브레이크 어시스트(ABA)를 이용하여 자차의 제동을 보조할 수 있다.

상술한 바와 같이, ACC 장치에서 정지물체를 감지하여 자동으로 제동, 조향하거나 경보를 발생시키게 되면 전방에서 움직이지 않고 정지한 물체에 대해서도 자동으로 대응을 함으로써 ACC 장치의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

특히, 전방에서 주행 중이던 차량이 옆차선으로 이동하면서 전방에 정지한 차량이 갑자기 나타나는 경우에 신속하고 안전하게 대응을 할 수 있다.

10: 레이더 20: 움직임 감지부
30: 자차 100: 제어부
110: 판단부 120: 브레이크 제어부
130: 조향 제어부 140: 경보 발생부

Claims (12)

1. 자차 전방의 물체를 감지하는 레이더;
   자차의 움직임을 감지하는 움직임 감지부;및
   상기 레이더가 상기 자차의 전방에 있는 정지 물체를 감지하는 경우 자동 조향, 자동 제동 및 경보 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는 상기 레이더에서 산출한 상기 정지 물체의 폭에 기초하여 상기 정지 물체가 차량 또는 위험물체인지 여부를 판단하고, 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리인지 여부를 하기 [수학식 1]을 이용하여 판단하는 판단부를 포함하는 ACC 장치.
   [수학식 1]
   

   

   
   여기서, d_braking는 전방 차량의 속도와 자차의 속도 및 최대 감속도를 고려하여 운전자가 브레이크를 밟지 않고 ACC 장치에 의해 자동으로 제동할 수 있는 거리를 나타내고 v_pov는 전방 차량의 속도, v_sv는 자차의 속도, a_{x_max}는 자차의 최대 감속도 및 는 a_pov는 전방차량의 가속도를 나타냄.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 판단부는 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리가 아닌 것으로 판단한 경우, 자동 조향 기능을 이용하여 피할 수 있는 거리인지 여부를 판단하는 ACC 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 판단부가 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리인 것으로 판단한 경우 자차를 제동시키는데 필요한 제동력을 산출하여 브레이크에 제어신호를 전송하는 브레이크 제어부를 더 포함하는 ACC 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 판단부가 자차와 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 조향 기능을 이용하여 피할 수 있는 거리인 것으로 판단한 경우 조향출력을 발생시키면서 자차의 조향을 제어하는 조향 제어부를 더 포함하는 ACC 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 판단부는 상기 정지 물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 경우에 한하여 자동 제동 또는 자동 조향 여부를 판단하는 ACC 장치.
9. 전방에 정지물체가 나타나는 경우, 상기 정지물체의 폭을 감지하고;
   상기 정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인지 여부를 판단할 때에, 레이더에서 산출한 상기 정지 물체의 폭에 기초하여 상기 정지 물체가 차량 또는 위험물체인지 여부를 판단하고, 상기 정지 물체와의 거리가 자차의 자동 제동 기능을 이용하여 멈출 수 있는 거리인지 여부를 하기 [수학식 1]을 이용하여 판단하며;
   상기 정지물체의 폭이 소정의 임계값 이상인 경우, 자차와 상기 정지물체사이의 거리에 기초하여 자동 제동, 자동 조향 및 경보 중 어느 하나 이상을 수행하도록 하는 제어신호를 발생시키는 ACC 장치의 제어방법.
   [수학식 1]
   

   

   
   여기서, d_braking는 전방 차량의 속도와 자차의 속도 및 최대 감속도를 고려하여 운전자가 브레이크를 밟지 않고 ACC 장치에 의해 자동으로 제동할 수 있는 거리를 나타내고 v_pov는 전방 차량의 속도, v_sv는 자차의 속도, a_{x_max}는 자차의 최대 감속도 및 는 a_pov는 전방차량의 가속도를 나타냄.
10. 제 9 항에 있어서,
    자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리인 경우, 필요한 제동력을 산출하여 전자식 브레이크에 전송하는 ACC 장치의 제어방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리가 아닌 경우,
    자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 조향으로 피할 수 있는 거리인지 여부를 판단하고;
    자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 조향으로 피할 수 있는 거리인 경우, 필요한 조향출력을 산출하여 자차의 조향을 제어하는 ACC 장치의 제어방법.
12. 제 9 항에 있어서,
    자차와 상기 정지물체 사이의 거리가 자동 제동으로 멈출 수 있는 거리가 아니고, 자동 조향으로 피할 수 있는 거리가 아닌 경우에, 시각 또는 청각적으로 경보를 발생시키는 ACC 장치의 제어방법.

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