KR101665723B1

KR101665723B1 - 선행 차량 거동추정을 통한 차량제어방법

Info

Publication number: KR101665723B1
Application number: KR1020100114374A
Authority: KR
Inventors: 서경일
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2016-10-13
Also published as: KR20120053217A

Abstract

본 발명은 SCC(Smart Cruise Control)의 로직에 주행중이다 정지 상태로 변하는 선행차량(100)의 움직임에 따라 제어차량(10)을 제어하는 감속정지제어모드와, 정지 후 출발하는 선행차량(100)의 움직임에 따라 제어차량(10)을 제어하는 정지출발제어모드로 구분되어진 로직이 더 포함됨으로써, 선행차량(100)의 모든 움직임에 대해 승차감 향상과 편의성 향상이라는 본래 기능을 안정적으로 구현할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

선행 차량 거동추정을 통한 차량제어방법{Smart Cruise Control Method Determine Forward Vehicle Behaviour}

본 발명은 차량제어방법에 관한 것으로, 특히 SCC(Smart Cruise Control) 작동시 선행 차량의 거동을 추정하여 정지와 서행(Stop & Go)성능을 향상할 수 있는 선행 차량 거동추정을 통한 차량제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 구현되는 SCC(Smart Cruise Control)는 CCS(Cruise Control system)의 기능에 센서를 이용해 선행 차량을 추종하는 기능을 부가한 차량 제어방식이다.

상기 센서는 밀리미터파 레이다나 레이저 레이다 또는 비전 센서등을 이용한다.

상기 SCC의 선행 차량추종방식은 센서를 통해 취득한 선행 차량의 정보(상대 속도, 차간 거리 등)를 이용하여 필요한 목표 가속도를 계산하고, 계산된 목표 가속도에 따라 차량을 제어하게 된다.

상기와 같이 선행 차량의 거동에 종속됨으로써, 서행하다 정지하는 선행차량에 대해서 차량을 서행시키고 정지시켜 편의성을 향상할 수 있게 된다.

하지만 상기 방식에선 선행 차량에 대한 정보가 오직 센서에서 취득된 정보로 국한됨으로써, 선행차량이 서행하다 정지하는 단순한 움직임이 아닌 경우엔 편의성 향상을 저해하는 역기능을 제공하게 된다.

일례로, SCC 작동시 일정 상대 속도 이상의 차이를 보이다가 정지하는 선행 차량의 움직임에선 제어에 필요한 감속도가 매우 큰 값이 나올 수밖에 없고, 이러한 매우 큰 값의 감속도는 급격한 저크(Jerk)를 발생시켜 운전자의 승차감을 저해시키거나 또는 SCC의 제어 한계를 벗어나서 SCC의 작동이 해제되는 상황을 초래할 수 있게 된다.

상기와 같은 상황은 편의성 향상이라는 SCC 본래의 목적에 반해 편의성을 더 저하시킴으로써 운전자의 불신을 키울 수 있게 된다.

또한, 선행 차량이 정지하는 경우엔 SCC에서 선행 차량을 제대로 감지하여 제어를 하고 있는지 확인할 수가 없고, 이러한 상황은 운전자에게 불안감을 줌으로써 운전자의 불신을 키울 수 있게 된다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 SCC(Smart Cruise Control)에 주행중이다 정지 상태로 변하는 선행차량의 움직임과 더불어 정지 후 출발하는 선행차량의 움직임을 판정하는 세분된 기능을 부여해줌으로써, 선행차량의 모든 움직임에 대해 승차감 향상과 편의성 향상이라는 본래 기능을 안정적으로 구현할 수 있는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선행차량의 움직임을 파악하고 판단해 제어차량을 제어하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법에 있어서,

주행 중 정지되는 상기 선행차량의 움직임을 파악하고 판단하여 상기 제어차량을 제어하는 감속정지제어모드와, 정지 후 출발하는 상기 선행차량의 움직임을 파악하고 판단하여 상기 제어차량을 제어하는 정지출발제어모드로 구별되어진 로직을 포함한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 정지출발제어모드는 로직 시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag)가 선행차량의 움직임을 나타내는 PSF = 0조건을 만족하는지 여부의 판단하는 초기조건판단단계;

상기 PSF = 0 조건 만족시 이어 현재 센서로부터 검지된 상대 거리(Cd)와 선행차량과 충돌을 회피하기 위한 최소 거리(Dsafe)가 Cd < Dsafe 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 1차검증단계;

상기 Cd < Dsafe 조건 만족시 선행차량이 정지를 유지하고 있는 상태인 SF=1로서 상기 선행차량의 정지를 판단하는 반면, 상기 Cd < Dsafe 조건 불만족시 상기 Cd와 선행차량이 정지했을 때 SCC 제어차량이 유지하는 정지시 차간거리(Dmin)가 Cd < Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 2차검증단계;

상기 Cd < Dmin 조건 불만족시 SF(Stop Flag)=0으로서 상기 선행차량이 움직이는 상태로 판단하는 반면, 상기 Cd < Dmin를 만족하면 센서로부터 검지된 선행차량의 속도(Vs)와 선행차량의 정지를 판단하기 위한 기준 파라미터(Vth_s)가 Vs < Vth_s 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 3차검증단계;

상기 Vs < Vth_s 조건 불만족시 SF=0으로서 상기 선행차량이 움직이는 상태로 판단하는 반면, 상기 Vs < Vth_s 조건 만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지했다고 판단하는 최종정지판단단계; 로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기 선행차량의 정지상태 추정은 센서로부터 계측된 차간거리가 설정된 최저 안전 거리보다 작거나, 안전거리는 유지하나 최저 차간거리보다 작으면서 선행차량의 기준 설정 속도보다 현재 선행차량의 차속이 작은 경우 선행차량이 정지하였다고 추정하게 된다.

상기 2차검증단계와 상기 3차검증단계 및 상기 최종정지판단단계에서는 판단되어진 상기 선행차량의 상태를 운전자에게 알려주게 된다.

또한, 상기 정지출발제어모드는 로직 시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag)가 선행차량의 정지임을 나타내는 PSF = 1조건을 만족하는지 여부를 판단하는 초기조건판단단계;

상기 PSF = 1 조건 만족시 이어 현재 센서로부터 검지된 상대 거리(Cd)와 선행차량과 충돌을 회피하기 위한 최소 거리(Dsafe)가 Cd > Dsafe 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 1차검증단계;

상기 Cd > Dsafe 조건 만족시 상기 선행차량이 움직이는 상태인 SF=0으로서 상기 선행차량의 출발을 판단하는 반면, 상기 Cd > Dsafe 조건 불만족시 상기 Cd와 선행차량이 정지했을 때 SCC 제어차량이 유지하는 정지시 차간거리(Dmin)가 Cd > Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 2차검증단계;

상기 Cd > Dmin 조건 불만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지된 상태로 판단하는 반면, 상기 Cd > Dmin를 만족하면 센서로부터 검지된 선행차량의 속도(Vs)와 선행차량의 출발을 판단하기 위한 기준 파라미터(Vth_g)가 Vs > Vth_g 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 3차검증단계;

상기 Vs > Vth_g 조건 불만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지된 상태로 판단하는 반면, 상기 Vs > Vth_g 조건 만족시 SF=0으로서 상기 선행차량이 출발한다고 판단하는 최종출발판단단계; 로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기 선행차량의 출발상태 추정은 센서로부터 계측된 차간거리가 최저 안전 거리보다 크거나, 센서로부터 계측된 선행 차량의 속도가 설정된 값보다 크면서 정지시 차간 거리보다 큰 경우 선행차량이 출발하였다고 추정하게 된다.

상기 2차검증단계와 상기 3차검증단계 및 상기 최종출발판단단계에서는 판단되어진 상기 선행차량의 상태를 운전자에게 알려주게 된다.

이러한 본 발명은 주행중이다 정지 상태로 변하는 움직임과 정지 후 출발하는 움직임을 정확히 판단한 상태에서 SCC(Smart Cruise Control)를 통해 제어가 이루어지므로, 저크(Jerk)를 발생시키는 감속도 제어가 없고 SCC의 작동여부를 의심하는 불안감도 전혀 없이 승차감 향상과 편의성 향상이라는 본래 기능을 안정적으로 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따라 선행차량의 거동을 추정하기 위한 SCC(Smart Cruise Control)장치의 구성도이고, 도 2와 도3은 본 발명에 따른 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법의 순서도이며, 도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 차량제어방법시 선행차량 거동 추정 선도이고, 도 5(가),(나)는 본 발명에 따른 차량제어방법에 의한 운전자 경고기능이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따라 선행 차량의 거동을 추정하기 위한 SCC(Smart Cruise Control)장치의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 선행차량(100)의 움직임을 판단하는 제어차량(10)에는 SCC장치가 구비되고, 상기 SCC장치는 선행차량(100)의 움직임에 대한 정보를 취득하는 센서(1)와, 상기 센서(1)의 정보를 이용해 선행차량(100)의 움직임을 추정하고 제어차량(10)에서 필요한 목표감속값을 산출하는 상위제어기(2)와, 상기 상위제어기(2)의 출력을 받아 제어차량(10)의 구동부(4)와 제동부(5)를 제어하는 하위제어기(3)로 구성되어진다.

상기 센서(1)는 밀리미터파 레이다나 레이저 레이다 또는 비전 센서등이 적용되어진다.

상기 구동부(4)는 제어차량(10)의 엔진부위이고, 상기 제동부(5)는 제어차량(10)의 브레이크부위이다.

상기 상위제어기(2)에는 SCC장치를 구성하는 구성요소를 제어하고 선행차량(100)의 움직임을 파악해 제어차량(10)을 제어하는 기본적인 제어모드가 구현되며, 이러한 기본적인 제어모드는 SCC장치의 기본적인 구현기능을 의미한다.

이에 더해 본 실시예선 상기 상위제어기(2)에 주행중이다 정지 상태로 변하는 선행차량(100)의 움직임에 따라 제어차량(10)을 제어하는 감속정지제어모드와, 정지 후 출발하는 선행차량(100)의 움직임에 따라 제어차량(10)을 제어하는 정지출발제어모드로 구분되어진 로직이 더 포함되어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 감속정지제어모드의 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 SCC에서 구현되는 감속정지제어모드는 선행차량(100)의 정지여부를 추정하고 추정된 상태로 제어차량(10)을 제어하는 방식이다.

이러한 로직구현은 먼저 S10과 같이 로직시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag) = 0조건을 만족하는지 여부의 판단으로 시작된다.

여기서, SF(Stop Flag)=0은 선행차량(100)이 움직이고 있는 상태이고, SF(Stop Flag)=1은 선행차량(100)이 정지를 유지하고 있는 상태를 의미한다.

본 실시예에서 선행차량(100)의 정지를 추정하는 경우, 현재의 선행차량(100)의 정보(Flag)인 SF(Stop Flag)=0(Not 정지)인 경우에 센서(1)로부터 계측된 차간거리가 설정된 최저 안전 거리보다 작거나, 안전거리는 유지하나 최저 차간거리보다 작으면서 선행차량(100)의 기준 설정 속도보다 현재 선행차량(100)의 차속이 작은 경우 선행차량(100)이 정지하였다고 추정한다.

상기 S10에서 PSF(Previous Stop Flag) = 0 조건을 만족함을 판단하면, S20과 같이 Cd < Dsafe 조건을 만족하는지 여부를 다시 판단한 후, 만약 Cd < Dsafe를 만족하면 S50과 같이 SF(Stop Flag)=1로서 선행차량(100)이 정지했다고 판단하는 반면, Cd < Dsafe를 만족하지 않으면 바로 이어지는 다음 단계로 넘어가게 된다.

여기서, Cd는 현재 센서로부터 검지된 상대 거리이고, Dsafe는 선행차량과 충돌을 회피하기 위한 최소 거리를 의미한다.

S30은 Cd < Dsafe를 만족하지 않은 조건에서 다시 Cd < Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계이다.

여기서, Dmin은 선행차량(100)이 정지했을 때 SCC 제어 차량이 유지하는 정지시 차간거리를 의미한다.

상기 S30에서 Cd < Dmin 조건이 만족되지 않으면 S60과 같이 SF(Stop Flag)=0으로서 선행차량(100)이 움직이는 상태로 판단하는 반면, Cd < Dmin를 만족하면 바로 이어지는 다음 단계로 넘어가게 된다.

S40은 Cd < Dmin를 만족하는 조건에서 다시 Vs < Vth_s 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계이다.

여기서, Vs는 센서로 부터 검지된 선행차량의 속도이고 Vth_s는 선행차량(100)의 정지를 판단하기 위한 기준 파라미터를 의미한다.

상기 S40에서 Vs < Vth_s 조건이 만족되지 않으면 S60과 같이 SF(Stop Flag)=0으로서 선행차량(100)이 움직이는 상태로 판단하는 반면, Vs < Vth_s 조건이 만족되면 S50과 같이 SF(Stop Flag)=1로서 선행차량(100)이 정지했다고 판단하게 된다.

이와 같이 SCC에서 선행차량(100)의 정지여부를 추정하는 감속정지제어모드를 구현함으로써, 도 4(가)와 같이 단순히 센서(Radar)에서 선행차량(100)의 정지상태를 판단하는 것보다 약 250ms 정도 빠르게 예측할 수 있어 승차감을 더욱 개선할 수 있으며, 또한 상기와 같은 Stop Flag의 0(Not 정지)을 이용하여 도 5(나)와 같이 운전자에게 선행차량(100)의 정지 상태를 미리 알려줌으로써 운전자가 만일에 일어날 지도 모르는(제어/ 검지 실패 등)에 대해 경고 기능으로도 활용될 수 있게 된다.

도 3은 본 실시예에 따른 정지출발제어모드의 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 SCC에서 구현되는 정지출발제어모드는 선행차량(100)의 정지여부를 추정하고 추정된 상태로 제어차량(10)을 제어하는 방식이다.

이러한 로직구현은 먼저 S100과 같이 로직시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag) = 1조건을 만족하는지 여부의 판단으로 시작된다.

본 실시예에서 선행차량(100)의 출발의 경우는 현재의 선행차량(100)의 정보가 SF(Stop Flag)=1(정지)일 때 센서(1)로부터 계측된 차간거리가 최저 안전 거리보다 크거나, 센서(1)로부터 계측된 선행 차량의 속도가 설정된 값보다 크면서 정지시 차간 거리보다 큰 경우 선행차량(100)이 출발하였다고 추정한다.

상기 S100에서 PSF(Previous Stop Flag) = 1조건을 만족함을 판단하면, S110과 같이 Cd > Dsafe 조건을 만족하는지 여부를 다시 판단한 후, 만약 Cd > Dsafe를 만족하면 S140과 같이 SF(Stop Flag)=0으로서 선행차량(100)이 움직인다고 판단하는 반면, Cd > Dsafe를 만족하지 않으면 바로 이어지는 다음 단계로 넘어가게 된다.

S120은 Cd > Dsafe를 만족하지 않은 조건에서 다시 Cd > Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계이다.

상기 S30에서 Cd > Dmin 조건이 만족되지 않으면 S150과 같이 SF(Stop Flag)=1로서 선행차량(100)이 정지된 상태로 판단하는 반면, Cd > Dmin를 만족하면 바로 이어지는 다음 단계로 넘어가게 된다.

S130은 Cd > Dmin를 만족하는 조건에서 다시 Vs > Vth_g 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계이다.

여기서, Vth_g는 선행차량(100)의 출발을 판단하기 위한 기준 파라미터를 의미한다.

상기 S130에서 Vs > Vth_g 조건이 만족되지 않으면 S150과 같이 SF(Stop Flag)=1로서 선행차량(100)이 정지된 상태로 판단하는 반면, Vs > Vth_g 조건이 만족되면 S140과 같이 SF(Stop Flag)=0으로서 선행차량(100)이 움직이는 상태로 판단하게 된다.

이와 같이 SCC에서 선행차량(100)의 정지후 출발여부를 추정하는 정지출발제어모드를 구현함으로써, 도 4(나)와 같이 단순히 센서(Radar)에서 선행차량(100)의 정지상태를 판단하는 것보다 약 250ms 정도 빠르게 예측할 수 있어 승차감을 더욱 개선할 수 있으며, 또한 상기와 같은 Stop Flag의 0(Not 정지)을 이용하여 도 5(가)와 같이 운전자에게 선행차량(100)의 주행 상태를 미리 알려줌으로써 운전자가 만일에 일어날 지도 모르는(제어/ 검지 실패 등)에 대해 경고 기능으로도 활용될 수 있게 된다.

설명된 바와 같이 본 실시예에서는 주행 중 정지되는 상기 선행차량의 움직임을 파악하고 판단하여 상기 제어차량을 제어하는 감속정지제어모드와, 정지 후 출발하는 상기 선행차량의 움직임을 파악하고 판단하여 상기 제어차량을 제어하는 정지출발제어모드로 구분되어 SCC가 구현됨으로써, 선행차량(100)의 상태에서도 제어차량(10)의 저크레벨(Jerk Level)을 최소화하여 운전자의 거부감을 미연에 방지하고 최적의 승차감을 제공할 수 있게 된다.

1 : 센서 2 : 상위제어기
3 : 하위제어기 4 : 구동부
5 : 제동부 10 : 주행차량
100 : 선행차량

Claims

선행차량의 움직임을 추정해 제어 차량을 제어하는 차량제어방법에 있어서,
주행 중 정지되는 상기 선행차량의 움직임을 추정하여 상기 제어차량을 제어하는 감속정지제어모드와,
정지 후 출발하는 상기 선행차량의 움직임을 추정하여 상기 제어차량을 제어하는 정지출발제어모드로 구별되어진 로직을 포함하며,
상기 감속정지제어모드에서, 상기 선행차량의 정지상태 추정은 센서로부터 계측된 차간거리가 설정된 안전거리보다 작거나, 안전거리는 유지하나 정지 시 차간거리보다 작으면서 선행차량의 기준 설정 속도보다 현재 선행차량의 차속이 작은 경우 선행차량이 정지하였다고 추정하는
것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 감속정지제어모드는 로직 시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag)가 선행차량의 움직임을 나타내는 PSF = 0조건이 만족되는지 여부를 판단하는 초기조건판단단계;
상기 PSF = 0 조건 만족시 이어 현재 센서로부터 검지된 상대 거리(Cd)와 선행차량과 충돌을 회피하기 위한 최소 거리(Dsafe)가 Cd < Dsafe 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 1차검증단계;
상기 Cd < Dsafe 조건 만족시 선행차량이 정지를 유지하고 있는 상태인 SF=1로서 상기 선행차량의 정지를 판단하는 반면, 상기 Cd < Dsafe 조건 불만족시 상기 Cd와 선행차량이 정지했을 때 SCC 제어차량이 유지하는 정지시 차간거리(Dmin)가 Cd < Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 2차검증단계;
상기 Cd < Dmin 조건 불만족시 SF(Stop Flag)=0으로서 상기 선행차량이 움직이는 상태로 판단하는 반면, 상기 Cd < Dmin를 만족하면 센서로부터 검지된 선행차량의 속도(Vs)와 선행차량의 정지를 판단하기 위한 기준 파라미터(Vth_s)가 Vs < Vth_s 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 3차검증단계;
상기 Vs < Vth_s 조건 불만족시 SF=0으로서 상기 선행차량이 움직이는 상태로 판단하는 반면, 상기 Vs < Vth_s 조건 만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지했다고 판단하는 최종정지판단단계;
로 구현되는 것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.
삭제
청구항 2에 있어서, 상기 2차검증단계와 상기 3차검증단계 및 상기 최종정지판단단계에서는 판단되어진 상기 선행차량의 상태를 운전자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 정지출발제어모드는 로직 시작전의 SF(Stop Flag)인 PSF(Previous Stop Flag)가 선행차량의 정지임을 나타내는 PSF = 1조건을 만족하는지 여부를 판단하는 초기조건판단단계;
상기 PSF = 1 조건 만족시 이어 현재 센서로부터 검지된 상대 거리(Cd)와 선행차량과 충돌을 회피하기 위한 최소 거리(Dsafe)가 Cd > Dsafe 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 1차검증단계;
상기 Cd > Dsafe 조건 만족시 상기 선행차량이 움직이는 상태인 SF=0으로서 상기 선행차량의 출발을 판단하는 반면, 상기 Cd > Dsafe 조건 불만족시 상기 Cd와 선행차량이 정지했을 때 SCC 제어차량이 유지하는 정지시 차간거리(Dmin)가 Cd > Dmin 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 2차검증단계;
상기 Cd > Dmin 조건 불만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지된 상태로 판단하는 반면, 상기 Cd > Dmin를 만족하면 센서로부터 검지된 선행차량의 속도(Vs)와 선행차량의 출발을 판단하기 위한 기준 파라미터(Vth_g)가 Vs > Vth_g 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 3차검증단계;
상기 Vs > Vth_g 조건 불만족시 SF=1로서 상기 선행차량이 정지된 상태로 판단하는 반면, 상기 Vs > Vth_g 조건 만족시 SF=0으로서 상기 선행차량이 출발한다고 판단하는 최종출발판단단계;
로 구현되는 것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.
청구항 5에 있어서, 상기 선행차량의 출발상태 추정은 센서로부터 계측된 차간거리가 최저 안전 거리보다 크거나, 센서로부터 계측된 선행 차량의 속도가 설정된 값보다 크면서 정지시 차간 거리보다 큰 경우 선행차량이 출발하였다고 추정하는 것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.
청구항 5에 있어서, 상기 2차검증단계와 상기 3차검증단계 및 상기 최종출발판단단계에서는 판단되어진 상기 선행차량의 상태를 운전자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 선행차량 거동추정을 통한 차량제어방법.