KR102107762B1 - 협조 적응 순항 제어 시스템의 연비 향상 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협조 적응 순항 제어 (Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템을 사용하고 있는 차량에서 전방에 차량이 감지되어 CACC Active 모드에 진입하여 있을 때, 목표차량의 속도, 상기 차량의 현재속도, 차량에 설정된 최저주행 속도 및 감속거리를 고려하여 주행 차량이 최적의 비용을 이용하여 주행을 수행하도록 차량속도를 제어하여 연비를 향상시키는 CACC Active 모드에서의 연비 향상 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 개시한 협조 적응 순항 제어 시스템의 연비 향상 제어방법은 CACC 시스템 작동의 시작 여부를 판단하는 단계, 상기 자차량의 목표속도 및 예상 주행경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하는 단계, 상기 자차량이 추종하여야 하는 목표차량의 존재 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과, 목표차량이 존재하지 않은 경우, 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 단계, 상기 판단 결과, 목표차량이 존재하는 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 주행하더라도 상기 목표차량과 추돌을 방지할 수 있는 최소거리(Ds)와 상기 목표차량과의 현재 거리(Dc)를 비교하는 단계, 및 상기 비교 결과, 상기 Dc가 상기 Ds보다 큰 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하고, 상기 Dc가 상기 Ds보다 작은 경우, 연비효율주행을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 연비 효율주행은 상기 Ds가 상기 Dc보다 작아지도록 감속한 이후 감속한 현재속도를 유지하여 주행할 경우의 주행 비용 Cc, 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고, 생성된 상기 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행 비용 Ccontrol, 상기 목표차량의 속도, 상기 자차량의 속도, 상기 자차량에 설정된 최저주행 속도, 보조감속수단을 통해 상기 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 및 감속방법에 따른 거리마진을 고려하여 주행하는 것을 의미한다.
본 발명에 따르면, 차량의 연비와 주행 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

협조 적응 순항 제어 시스템의 연비 향상 제어 장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING FUEL EFFICIENCY IN CACC SYSTEM}

본 발명은 협조 적응 순항 제어 (Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템에서 CACC Active 모드에서의 연비 향상 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, CACC 시스템을 사용하고 있는 차량에서 전방에 차량이 감지되어 CACC Active 모드에 진입하여 있을 때, 목표차량의 속도, 상기 차량의 현재속도, 차량에 설정된 최저주행 속도 및 감속거리를 고려하여 주행 차량이 최적의 비용을 이용하여 주행을 수행하도록 차량속도를 제어하여 연비를 향상시키는 CACC Active 모드에서의 연비 향상 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

적응형 순항 제어 (Adaptive Cruise Control; 이하 ACC) 시스템은 운전자가 설정한 속도 이하로 자동 운행하되, 목표차량과의 차간 거리를 일정 거리 이상으로 유지시켜 주는 시스템으로서, 차량에 장착된 거리 및/또는 위치 측정 센서에 의하여 획득한 전방의 목표차량과 충돌을 방지할 수 있는 간격을 유지하도록 하는 추종 기능을 제공하거나 또는 운전자가 설정한 속도로 자동 주행하는 크루즈 기능을 제공한다.

이러한 CACC 시스템은 운전자가 차량의 주행속도를 조절하기 위하여 엑셀을 계속적으로 조작하지 않아도 된다는 편리함이 있고, 목표차량과 일정 거리 이상을 유지하고, 설정속도 이상으로 차량이 주행하는 것을 방지하여 안전운전을 지향할 수 있다.

한편, CACC 시스템은 상술한 ACC 시스템에 V2X 통신을 추가하여 ACC 성능을 개선한 시스템으로서, V2I(Vehicle to Infrastructure)를 통해 도로의 제한속도를 수신하고, V2V(Vehicle to Vehicle)를 통해 동일차선을 주행하는 목표차량에 대한 정보를 수신한 후, 이를 기반으로 ACC 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 최근에는 차량에 위치하는 네비게이션 등의 주행경로 설정 시스템과 연동을 수행하여 CACC 시스템은 주행 경로 상의 도로정보를 고려하여 연비를 향상시키기 위한 목표속도 프로파일을 설정하여 사용할 수 있다.

일반적으로 CACC 시스템은 목표차량이 없을 때는 설정된 목표속도 프로파일로 주행하다가 목표차량을 발견하거나 선형차량과 연결되면, 그 차량과 일정한 거리를 유지하기 위해 감속 주행을 수행하여 목표차량과의 충돌을 방지하도록 동작한다. 하지만, 목표차량이 발견되어 차간 거리를 일정 거리 이상으로 유지하기 위하여 제동을 통한 차량의 감속을 수행할 경우, 최초에 설정된 목표속도 프로파일과는 상이한 주행을 수행하게 되고, 목표차량의 속도를 기반으로 자차량의 속도를 조절하게 되어 빈번하게 가속 또는 감속 제어가 실시되는 경직된 제어를 수행할 수 있어 연비 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 V2X(Vehicle to Everything) 통신과 레이더를 기반으로 하는 CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control) 시스템에서, 목표차량이 존재하는 경우, 자차량의 현재속도를 제어하고, 목표차량에 따라 변화된 현재속도를 기준으로 최적의 비용을 갖는 새로운 목표속도 프로파일을 설정하는 CACC 시스템의 연비 향상 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자차량에 구비되고 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 적응 순항 제어(Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템은 주변차량들로부터 위치 및 주행정보를 포함하는 차량정보를 수신하는 통신부, 자차량에 구비된 센서들을 이용하여 선행차량의 주행정보 및 상기 자차량의 차량정보를 수집하는 정보수집부, 상기 통신부에서 획득한 주변차량들의 차량정보 및 상기 정보수집부에 수집한 선행차량의 주행정보를 바탕으로 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량을 선정하고, 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되지 않으면 상기 자차량의 목표속도를 바탕으로 상기 자차량의 주행 속도를 제어하고, 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되면, 상기 목표차량의 속도정보, 상기 자차량의 속도정보 및 목표 타임갭을 바탕으로 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

이에 더하여 스로틀(throttle) 및 브레이크를 제어하는 구동부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 자차량의 주행 속도를 제어하기 위하여 상기 구동부를 제어할 수 있다. 또한, 운전자로부터 상기 목표속도 및/또는 상기 목표 타임갭을 입력받고, 상기 협조 적응 순항 제어 시스템의 상태 정보를 운전자에게 알려줄 수 있는 DVI부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 제어부는 협조 적응 순항 제어 시스템의 상태를 관리하는 상태관리부, 상기 통신부에서 획득한 주변차량들의 차량정보 및 상기 정보수집부에 수집한 선행차량의 주행정보를 바탕으로 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량을 선정하는 목표차량 선정부, 상기 목표차량 선정부에 의해 선정된 목표차량이 없으면, 상기 자차량의 목표속도 및 예상 주행 경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하고, 상기 목표차량 선정부에 의해 선정된 목표차량이 있으면 상기 목표차량의 속도정보 및 상기 자차량의 속도정보와 예상 주행 경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하는 프로파일 관리부, 및 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 주행관리부를 포함 할 수 있고, 좀 더 상세하게 살펴보면, 상기 상태관리부는 협조 적응 순항 제어 시스템이 동작하지 않는 오프(OFF)상태, 동작은 하지만 상기 자차량의 주행 속도를 제어하지 않는 대기상태, V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내 차량이 없이 상기 자차량에서 획득한 정보만을 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 ACC 활성상태, 및 V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내의 주변차량이 있어, 상기 V2V 통신을 통해 획득한 주변차량으로부터의 정보 및 상기 자차량에서 획득한 정보를 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 활성상태 중의 하나로 상기 협조 적응 순항 제어 시스템의 상태를 표시할 수 있고, 상기 주행관리부는 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어시에 추돌 가능성이 있는 경우 상기 프로파일 관리부에 새로운 목표속도 프로파일 설정을 요청하고, 상기 프로파일 관리부는 상기 주행관리부의 새로운 목표속도 프로파일 설정 요청에 따라 상기 목표차량의 속도정보 및 상기 자차량의 속도정보와 위치정보를 바탕으로 목표속도 프로파일을 재설정할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자차량에 구비되고 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 적응 순항 제어(Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템의 연비 향상 제어방법은 CACC 시스템 작동의 시작 여부를 판단하는 단계, 상기 자차량의 목표속도 및 예상 주행경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하는 단계, 상기 자차량이 추종하여야 하는 목표차량의 존재 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과, 목표차량이 존재하지 않는 경우, 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 단계, 상기 판단 결과, 목표차량이 존재하는 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 주행하더라도 상기 목표차량과 추돌을 방지할 수 있는 최소거리(Ds)와 상기 목표차량과의 현재 거리(Dc)를 비교하는 단계, 및 상기 비교 결과, 상기 Dc가 상기 Ds보다 큰 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하고, 상기 Dc가 상기 Ds보다 작은 경우, 연비효율주행을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서 상기 연비 효율주행은 상기 Dc가 상기 Ds보다 커지도록 감속한 이후 감속한 현재속도를 유지하여 주행할 경우의 주행 비용 Cc, 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고, 생성된 상기 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행 비용 Ccontrol, 상기 목표차량의 속도, 상기 자차량의 속도, 상기 자차량에 설정된 최저주행 속도, 보조감속수단을 통해 상기 목표차량의 주행 속도((

))에 도달하기까지 필요한 거리 및 감속방법에 따른 거리마진을 고려하여 주행하는 것일 수 있다.

그리고 상기 연비 효율주행을 수행하는 단계는 상기 자차량이 Dc가 상기 Ds보다 커지도록 감속한 이후의 현재속도로 정속 주행 시의 주행비용(Cc)과 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고 생성된 상기 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행비용(Ccontrol)을 비교하는 단계, 상기 비교 결과, 상기 Cc가 상기 Ccontrol보다 작은 경우, 상기 자차량의 현재속도와 상기 목표차량의 속도를 비교하여 상기 자차량의 현재속도로 정속 주행을 유지하거나 감속을 수행하는 단계, 및 상기 비교 결과, 상기 Cc가 상기 Ccontrol보다 큰 경우, 상기 자차량의 현재속도와 상기 자차량에 설정된 최소속도를 비교하는 단계를 포함하고, 상기 자차량의 현재속도와 상기 자차량에 설정된 최소속도를 비교하는 단계는 상기 자차량의 현재속도가 상기 자차량에 설정된 최소속도보다 큰 경우, 보조감속수단을 통해 감속하며 주행하고, 상기 차량의 현재속도가 상기 차량에 설정된 최소속도보다 작은 경우, 상기 자차량에 설정된 최소속도로 주행을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고 상기 자차량의 현재속도와 상기 목표차량의 속도를 비교하여 상기 자차량의 현재속도로 정속 주행을 유지하거나 감속을 수행하는 단계는 상기 자차량의 현재속도가 상기 목표차량의 속도보다 작은 경우, 상기 자차량의 현재속도로 주행을 수행하고, 상기 자차량의 현재속도가 상기 목표차량의 속도보다 큰 경우, 상기 자차량과 상기 목표차량 간의 현재 거리 Dc2를 보조감속수단을 통해 상기 목표차량의 주행 속도에 도달하기까지 필요한 거리 Dcruise와 상기 보조감속수단에 따른 거리마진(M1)의 합과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 Dc2를 상기 Dcruise와 M1의 합과 비교하는 단계는, 상기 Dc2가 상기 Dcruise와 상기 M1의 합보다 큰 경우, 차량의 현재속도로 주행을 수행하고, 상기 Dc2가 상기 Dcruise 및 상기 M1의 합보다 작은 경우, 상기 Dc2를 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도에 도달하기까지 필요한 거리(Dbrake)와 브레이크에 의한 제동 시에 요구되는 거리마진 M2의 합과 비교하는 단계를 포함하며, 상기 Dc2를 상기 Dbrake와 상기 M2의 합과 비교하는 단계는 상기 Dc2가 상기 Dbrake와 상기 M2의 합보다 큰 경우, 차량의 보조감속수단을 통해 감속을 수행하고, 상기 Dc2가 상기 Dbrake와 상기 M2의 합보다 작은 경우, 브레이크에 의한 제동을 통해 감속을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고 상기 목표속도 프로파일 설정함에 있어서, 차량의 주행 경로 상의 도로정보를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하고, 상기 도로정보는 도로의 곡률, 구배 및 회전반경을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 CACC 시스템을 수행함에 있어서, 목표차량이 존재하는 경우에도 충돌하지 않으면서 새로운 목표속도 프로파일을 추종하여 연비를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 목표차량과의 거리에 따라 인위적으로 지속적인 감속을 수행하지 않을 수 있어, 연비 측면에서 추가적인 이점이 제공할 수 있다.

더욱이, 목표차량과의 충돌을 방지할 수 있는 거리를 확보할 경우, 차량의 현재속도에 따른 새로운 주행방법을 추종하도록 구성함으로써, 주행 비용을 최적화할 수 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 CACC 시스템의 일 예시도이다.
도 2는 직선 도로상에서 CACC 시스템의 관심영역(Region of Interest; ROI)을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CACC 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CACC 시스템의 상태천이도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전자의 목표속도 설정에 따른 프로파일 관리부(337)에서 생성한 목표속도 프로파일과 목표차량의 주행 속도를 도시한 도면이다.
도 6은 목표차량의 주행 속도에 따라 프로파일 관리부(337)에서 설정한 새로운 목표속도 프로파일을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로서 미리 설정된 최소 차간거리 또는 최소 타임갭을 유지하기 위하여 감속을 수행한 후 새로운 하는 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 차간거리 및 Cc의 비용과 Ccontrol의 비용의 크기에 따른 자차량의 주행 속도의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예로서, 목표차량 주행 속도보다 빠른 속도로 정속 주행하는 자차량의 경우, 자차량과 목표차량 간의 차간거리의 변화를 도시한 도면이다.
도 10은 Dcruise, Dbrake, M1 및 M2의 거리관계를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예로서, 목표차량 존재시 CACC시스템의 연비 향상 제어방법의 순서도를 도시하고 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 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.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

먼저, 본 명세서에서 사용될 수 있는 용어를 정의한다.

선행차량(forward vehicle): 자차량과 동일한 도로를 따라 같은 방향으로 이동하면서 자차량의 앞에 있는 차량.

간격(clearance): 선행 차량의 끝 부분과 자차량의 앞 부분 사이의 거리.

관심영역(Region of Interest): 후술할 잠재적 관심차량 및 목표차량이 존재하는 영역으로서 자차량에 구비된 CACC 시스템의 제어에 영향을 미칠 수 있는 영역.

잠재적 관심차량(Potential Vehicle of Interest): 관심영역에 존재하고 자차량과 V2V 통신을 수행하는 차량.

목표차량(Target Vehicle): 자차량이 추종하는 차량으로서 V2V통신으로 자차량과 연결되어 있을 수도 있고, 연결되어 있지 않을 수도 있음.

타임갭(time gap): 자차량의 속도와 선행차량과의 간격에 의하여 계산되는 값. 타임갭=간격/속도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 CACC 시스템의 일 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 CACC 시스템(300)은 종래의 ACC 시스템의 감지(sensing) 능력을 강화시키기 위하여 전방 차량들 및/또는 인프라스트럭쳐(Infrastructure)와의 무선통신 기능이 추가된 시스템이다. CACC 시스템(300)은 V2I 통신을 사용하여 RSE(Road-Side Equipment)(10)로부터 도로의 제한 속도, 타임갭(Time Gap; 전방 차량과의 시간 차이), 및 또는 다른 표준 메시지들을 수신할 수 있다. 즉, 차량의 CACC 시스템(300)은 V2I 통신을 통하여 지역 교통관제 시스템으로부터 추천되는 설정 속도 또는 타임갭과 같은 정보를 입력받을 수 있다. 또한, CACC 시스템은 적어도 하나 이상의 주변차량(20)과의 V2V 통신을 통하여 주변차량(20)의 주행정보(속도 및 가속도)를 포함하는 주변차량정보를 수신하거나 자신의 차량정보를 주변차량(20)에 전달할 수 있다. 이에 더하여 종래의 센서들을 이용하여 전방에 존재할 수 있는 차량 정보를 획득할 수 있다.

이때 주행차량정보는 타차량과 구별할 수 있는 차량 식별자(Identification; ID), 차량 형태, 크기, 브레이크 성능, 총 차량 무게를 포함하는 차량의 재원 정보, 위도, 경도, 고도의 3차원으로 표시된 차량의 위치 정보, 정북방향을 기준으로 측정된 차량의 진행각, 차량 속도, 가속도, 요레이트(yaw rate), 브레이크 상태, 스로틀(throttle) 위치, 스티어링각 등을 포함할 수 있다.

또한, CACC 시스템은 DVI(Driver Vehicle Interface; 60)를 통하여 운전자로부터 설정 속도나 타임갭을 입력받을 수 있고, CACC 시스템의 상태 정보 등을 운전자에게 알려줄 수 있다. 또한, CACC 시스템은 차량 내부의 각종 센서나 제어장치로부터 차량 정보(50)를 획득할 수 있다. 그리하여, CACC 시스템은 전술한 방식으로 수집한 각종 데이터를 기반으로 스로틀이나 브레이크를 제어하여 차량의 속도를 제어할 수 있다.

이처럼 V2V 통신 및/또는 V2I 통신에 의한 정보 획득에 의하여, CACC 시스템은 부드러운 승차감을 유지하면서도 전방 차량과의 타임갭을 좀 더 정확하게 제어할 수 있고, 복수 개의 전방 차량에 의한 속도 변화에 훨씬 빠르게 응답할 수 있고, 안전이나 운전자의 안정감을 약화시키지 않으면서 더 짧은 타임갭을 설정할 수 있다는 장점을 가지게 된다.

도 2는 직선 도로상에서 CACC 시스템의 관심영역(Region of Interest; ROI)을 도시한 도면이다.

CACC 시스템은 관심영역 안에 들어오는 주변차량에 대하여만 관심을 가질 수 있다. 관심영역 밖에 있는 차량으로부터 오는 정보는 차량의 제어에 있어서 거의 의미가 없는 정보일 수 있다. 따라서 관심영역 내에 있는 차량으로부터 오는 정보만을 이용하여 제어하도록 함으로써 CACC 시스템에 걸리는 부하를 줄일 수 있다.

도 2를 참조하면, 관심영역은 CACC 시스템이 장착된 차량의 중앙을 기준으로 좌우로 각각 16m씩 32m의 길이이면서, 운전석을 중심으로 전방으로는 250m, 후방으로는 100m까지로 설정할 수 있다. 만약 굽은 도로인 경우에는 직선 도로에서 설정된 관심영역을 굽은 도로의 곡률에 맞추어서 굽혀주어 설정할 수 있다.

그리고 CACC 시스템은 목표 차량(Target Vehicle)과 잠재적 관심 차량(Potential Vehicle of Interest; PVOI)을 설정할 수 있다. 목표 차량은 CACC 시스템이 장착된 자차량이 따라가고 있는 전방의 차량을 말한다. 즉, CACC 시스템은 타임갭 계산 시 목표 차량과 유지되는 거리를 사용하고, 타임갭을 일정하게 유지하는 대상도 목표차량이 된다. 잠재적 관심 차량은 관심영역 안에 있으면서 V2V 통신을 통하여 CACC 시스템과 연결된 차량을 말한다. 잠재적 관심 차량은 CACC 시스템을 장착한 자차량의 속도 제어에 영향을 줄 수 있는 차량일 수 있다. 옆 차선에서 자차량의 차선으로 합류할 것으로 예상되는 차량, 자차량 및 목표 차량과의 동일한 차선에 있으면서 목표 차량보다 앞에 있는 차량 등이 잠재적 관심 차량이 될 수 있으며 잠재적 관심 차량은 목표차량이 될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CACC 시스템의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 CACC 시스템은 정보수집부(310), 통신부(320), DVI부(340) 및 제어부(330)를 포함할 수 있고, 제어부(330)는 상태관리부(331), 주행관리부(333), 및 목표차량 선정부(335)를 포함할 수 있고, 이에 더하여 프로파일 관리부(337)를 더 포함할 수 있다.

통신부(320)는 V2I 통신을 기반으로 RSE(10)로부터 도로의 제한 속도, 타임갭(Time Gap; 전방 차량과의 시간 차이), 및 또는 다른 표준 메시지들을 수신할 수 있다. 즉, 차량의 CACC 시스템(300)은 V2I 통신을 통하여 지역 교통관제 시스템으로부터 추천되는 설정 속도 또는 타임갭 정보뿐만 아니라 도로, 교통, 기상 및 생활에 관한 정보를 제공받을 수 있다. 또한 통신부(320)는 적어도 하나 이상의 주변차량(20)과의 V2V 통신을 통하여 주변차량(20)의 주행정보(속도 및 가속도)를 포함하는 주변차량정보를 수신하거나 자신의 차량정보를 주변차량(20)에 전달할 수 있다. 특히 이 경우 주변차량(20)의 자신의 주행정보뿐만 아니라 자신의 선행차량에 대한 식별자 정보 또는 주행정보를 제공할 수 있다. 주변차량이 식별자 정보만을 제공하는 경우에는 이러한 식별자 정보를 가진 주변차량으로부터 오는 정보를 이용하여 식별자 정보를 보낸 주변차량의 선행차량에 대한 차량정보를 획득할 수 있다. 따라서 자차량은 목표차량 및 목표차량보다 선행하는 차량에 대하여도 차량정보를 획득할 수 있다. 한편, 식별자 정보만을 전송하는 경우에는 각 차량이 전송하는 데이터양을 줄일 수 있다는 장점을 가질 수 있다.

그리고 정보수집부(310)는 CACC 시스템의 제어에 필요한 자차량의 정보 및 센서를 이용하여 수집한 주변환경 정보를 수집할 수 있다. 자차량의 정보는 자차량의 주행 속도, 스로틀(throttle), 브레이크 제어정보 등을 포함할 수 있고, 주변환경 정보는 센서를 통해 수집한 주변차량(20) 정보를 포함할 수 있다. 특히 자차량의 전방에 목표차량이 존재하는 경우 레이더, 라이더(lidar) 등을 기반으로 목표차량의 주행 속도 및 이격거리 등을 산출하여 주변환경 정보로 수집할 수 있다.

DVI부(340)는 운전자와 차량 간의 인터페이스(Driver-Vehicle Interface)를 통해 운전자로부터 입력된 설정 정보를 받아들일 수 있고, CACC 시스템(300)의 상태 정보, CACC 시스템(300)에 의해 생성될 수 있는 경고 정보 등 운전자에게 알릴 필요가 있는 정보를 운전자에게 전달할 수 있다. 일 예로서 운전자는 DVI부(340)를 통해 목표속도 및/또는 목표 타임갭을 입력할 수 있고, CACC 시스템(300)은 입력된 목표속도 및/또는 목표 타임갭에 맞추어 자차량이 운행되도록 제어할 수 있다. 또 다른 일 실시 예로 후술하겠지만 CACC 시스템이 오프상태에 있는지, 대기상태에 있는지, 활성상태에 있는지와 같은 상태 정보를 DVI부(340)를 통해 운전자에게 알려줄 수 있다.

그리고 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있는데 구동부는 후술할 제어부(330)의 제어신호에 따라 스로틀 및/또는 브레이크를 제어할 수 있다.

제어부(330)는 정보수집부(310) 및 통신부(320)에서 획득한 정보를 바탕으로 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 통신부(320)에서 획득한 주변차량들의 차량정보 및 정보수집부(310)에서 수집한 선행차량의 주행 정보를 바탕으로 자차량이 추종하기 위한 목표차량을 선정하고, 만약 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되지 않으면, 자차량에 주어진 목표속도를 바탕으로 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있고, 만약 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되면, 목표차량의 속도정보, 자차량의 속도정보 및 목표 타임갭을 바탕으로 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. 이때 목표속도와 목표 타임갭은 사용자에 의하여 설정될 수 있지만, 이와 다르게 CACC 시스템이 정보수집부(310) 및 통신부(320)에서 획득한 정보를 바탕으로 자동으로 목표속도와 목표 타임갭을 상황에 맞게 설정할 수도 있다.

상술한 기능을 수행하기 위한 제어부(330)는 상태관리부(331), 주행관리부(333), 목표차량 선정부(335), 및/또는 프로파일관리부(337)를 포함할 수 있다.

목표차량 선정부(335)는 통신부(320)를 통해 들어오는 복수의 주변차량(20)의 차량정보를 바탕으로 잠재적 관심 차량 및 목표차량을 선정할 수 있다. 잠재적 관심 차량은 전술한 관심영역 안에 존재하는 주변차량을 의미하는 것으로 주변차량으로부터 수신한 위치 정보 및 자차량의 위치정보를 바탕으로 주변차량이 관심영역 안에 있으면 잠재적 관심 차량으로 선정하여 등록할 수 있다. 이에 더하여 잠재적 관심 차량 중에서 자차량의 바로 앞에 선행하고 있는 차량을 목표차량으로 선정할 수 있다. 특히 목표차량의 경우에는 아주 높은 신뢰도로 검증이 되어야 할 필요가 있는 바 하기 정보수집부(310)를 통하여 수집한 선행 차량의 정보를 바탕으로 하기 3가지 조건을 검증하여 목표차량으로 선정할 수 있다.

1: 잠재적 관심 차량의 위치 정보를 이용하여 자차량의 차선과 동일한 차선을 운행하는 잠재적 관심 차량(이하 제1 잠재적 관심차량 그룹으로 칭한다.)을 선정한다.

2: 제1 잠재적 관심차량 그룹의 각 잠재적 관심차량으로부터 수신한 존재 범위 정보가 센서에 의해 측정된 범위로부터 (0센서에 의해 측정된 범위의 0.1배) 또는 (각 잠재적 관심차량의 길이의 0.7배) 중의 큰 값 이내에 존재하는 잠재적 관심차량(이하 제2 잠재적 관심차량 그룹으로 칭한다)을 선정한다. 이때 잠재적 관심차량의 길이를 알 수 없다면 (각 잠재적 관심차량의 길이의 0.7배)는 3.3 미터로 할 수 있다.

3: 제2 잠재적 관심차량 그룹의 각 잠재적 관심차량으로부터 수신한 속도정보와 센서로 측정한 속도 간의 차이가 1m/s 이내인 잠재적 관심차량(제3 잠재적 관심차량 그룹)을 선정한다.

상기 3가지 조건의 검증을 통하여 선정된 제3 잠재적 관심차량 그룹에는 단 1개의 잠재적 관심차량만이 포함되는 것이 일반적이지만 2 이상의 잠재적 관심차량이 포함되는 경우에는 제3 잠재적 관심차량 그룹의 각 잠재적 관심차량의 위치 정보를 기반으로 가장 가까운 위치에 있는 잠재적 관심차량을 목표차량으로 선정할 수 있다.

목표차량 선정부(335)에 의해 목표차량 또는 잠재적 관심 차량의 존재 여부가 결정되면 이러한 정보는 상태 관리부(331), 주행 관리부(333), 및/또는 프로파일 관리부(337)로 전달되어 각 기능의 용도에 맞게 사용될 수 있다.

상태관리부(331)는 CACC 시스템의 상태를 관리할 수 있다. CACC 시스템은 자차량의 상태, 목표차량 및/또는 잠재적 관심차량의 존재 여부에 따라 오프상태, 대기상태, 활성상태에 있을 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CACC 시스템의 상태천이도를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, CACC 시스템은 CACC 시스템이 동작하지 않는 오프(OFF)상태(400), 동작은 하지만 상기 자차량의 주행 속도를 제어하지 않는 대기상태(500), 및 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 활성상태(600)를 포함할 수 있다. 특히 활성상태(600)는 V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내 차량이 없이 상기 자차량에서 획득한 정보만을 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 ACC 활성상태(610)와 V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내의 주변차량이 있어, 상기 V2V 통신을 통해 획득한 주변차량으로부터의 정보 및 상기 자차량에서 획득한 정보를 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 활성상태(620)를 포함할 수 있다.

오프상태(400)는 CACC 시스템이 동작하지 않는 상태이다. 즉 오프상태(400)에서 CACC 시스템은 아무 기능도 수행하지 않는다. 자차량의 시동이 꺼지거나 운전자에 의하여 수동으로 오프상태(400)로 천이할 수 있다.

대기상태(500)는 CACC 시스템이 활성화되기 위하여 대기하고 있는 상태로, 대기상태(500)에서 CACC 시스템은 속도 제어를 수행하지 않는다. CACC 시스템은 자차량의 시동이 켜지면 자동으로 오프상태(400)에서 자가진단을 완료한 후 대기상태(500)로 천이할 수 있으며, 또는 운전자의 조작에 의하여 수동으로 오프상태(400)에서 대기상태로(200)로 천이할 수 있다. 또한 활성상태(600)에서 브레이크 또는 스로틀 제어와 같은 운전자의 수동 제어 입력이 들어오면 대기상태(500)로 천이할 수 있다.

활성상태(600)는 CACC 시스템이 활성화되어 속도 제어를 수행하는 상태이다. 활성상태(600)는 V2V 통신에 의하여 연결된 잠재적 관심차량 또는 목표차량이 없는 경우에는 ACC 활성상태(610)로 운용되고, V2V 통신에 의하여 연결된 잠재적 관심차량 또는 목표차량이 있는 경우에는 협조 활성상태(620)로 운용될 수 있다. CACC 시스템은 대기상태(500)에서 자차량의 속도가 미리 정해진 속도(이하 제1속도)보다 높아졌을 때에 활성상태(600)로 천이할 수 있다. 그리고 활성상태(600)에서 자차량의 속도가 제1속도 이하로 떨어지면 CACC 시스템은 가속이 금지되거나, 대기상태(500)로 천이할 수 있다.

CACC 시스템은 활성상태(600)로 천이 되었을 때 ACC 활성상태(610)로 먼저 동작할 수 있다. ACC 활성상태(610)에서는 종래의 ACC 시스템처럼 설정된 최고 속도에 맞추어 속도 제어(Cruise Control)를 수행하거나 전방에 차량이 존재하는 경우에는 추종 제어(Following Control)를 수행할 수 있다. ACC 활성상태(610)에서 V2V 통신에 의하여 연결된 잠재적 관심차량 또는 목표차량이 존재하고, 잠재적 관심차량 또는 목표차량으로부터 받은 데이터가 타당하면 협조 활성상태(620)로 천이할 수 있다. 여기서 데이터가 타당한지 검증하는 것은, 일 실시 예로서, 통신부(320)를 통해 V2V 통신을 이용하여 받은 잠재적 관심차량 또는 목표차량 관련 정보가 정보수집부(310)를 통해 받은 자차량의 센서에 의하여 획득된 차량 정보와 일치하면 데이터가 타당하다고 검증할 수 있다. 이러한 검증은 상기 목표차량 선정부(335)에서 수행될 수 있다.

그리고 협조 활성상태(620)에서 잠재적 관심차량 및 목표차량이 존재하지 아니하면 ACC 활성상태(610)로 천이할 수 있고, 또한 V2V 통신이 수행되지 않거나 타당하지 아니한 데이터만이 수신되는 경우에도 ACC 활성상태(610)로 천이할 수 있다.

CACC 시스템의 협조 활성상태(620)는 비추종모드(Non-Follow Mode; 621), 근접추종모드(Close-Follow Mode; 622), 추종모드(Follow Mode; 623)를 포함할 수 있다. 비추종모드(621)는 잠재적 관심차량은 V2V 통신으로 연결되어 있지만 목표차량이 존재하지 않은 경우에 동작하는 모드로서, CACC 시스템에 의한 자차량의 속도 제어는 잠재적 관심차량으로부터 수신한 데이터에 의하여 영향을 받을 수 있다.

근접추종모드(622)는 V2V 통신으로 연결된 목표차량이 존재하는 경우에 동작하는 모드이며, 이때의 CACC 시스템에 의한 자차량의 속도 제어는 연결된 목표차량 및 잠재적 관심차량으로부터 오는 정보에 의하여 영향을 받을 수 있다.

추종모드(330)는 목표차량이 존재하지만 V2V통신에 의하여 연결되지 않은 경우에 동작하는 모드로서, 이 경우의 목표차량은 자차량의 센서에 의해 감지될 수 있고 이러한 정보는 정보수집부(310)에서 획득할 수 있다. 이때의 CACC 시스템에 의한 자차량의 속도 제어는 연결된 잠재적 관심차량으로부터 오는 정보 및 센서에 의해 감지된 목표차량에 의하여 영향을 받을 수 있다.

CACC 시스템은 협조 활성상태(620)에서 전술한 3가지 모드 중의 하나의 모드로 동작할 수 있으며 전술한 3가지 모드는 목표차량이 존재하는지 및 목표차량이 V2V 통신으로 연결되어 있는지에 따라 결정될 수 있다.

즉 도 4를 참조하면, 협조 활성상태(620)에서는 관심영역 내에 목표차량은 존재하지 않지만 잠재적 관심차량은 존재하는 경우 비추종모드(621)로 천이(A)하고, V2V 통신으로 연결된 목표차량이 존재하는 경우에는 근접추종모드(622)로 천이(B)하고, V2V 통신으로 연결되지 않은 목표차량이 관심영역에 존재하고, 동시에 잠재적 관심차량이 관심영역에 존재하는 경우에는 추종모드(623)로 천이(C)할 수 있다.

만약 연결된 목표차량 및 잠재적 관심차량이 하나도 존재하지 않는다면 ACC 활성상태(610)로 천이할 수 있다.

CACC 시스템의 활성상태(600)에서 제어할 수 있는 최대, 최소 요구사항은 모드별 다음 표1과 같이 정의할 수 있다.

목표차량존재	목표차량연결	PVOI존재	CACC 모드	최소 타임갭	Maximum Deceleration	Maximum Acceleration	V2V통신으로 받은 데이터 사용여부
no	no	no	ACC 활성상태: 속도제어모드	0.8 s	3.5 m/s^2	2.0 m/s^2	사용 안함
yes	no	no	ACC 활성상태: 추종모드	0.8 s	3.5 m/s^2	2.0 m/s^2	사용 안함
no	no	yes	협조 활성상태: 비추종모드	0.8 s	3.5 m/s^2	2.0 m/s^2	사용
yes	yes	no	협조 활성상태: 근접추종모드	0.5 s	5 m/s^2	2.75 m/s^2	사용
yes	yes	yes	협조 활성상태: 근접추종모드	0.5 s	5 m/s^2	2.75 m/s^2	사용
yes	no	yes	협조 활성상태: 추종모드	0.8 s	3.5 m/s^2	2.0 m/s^2	사용

표 1을 참조하면 CACC 시스템은 최소 타임갭으로 0.5s 이하를 설정할 수 없으며, 최대 브레이크를 제어하여 5m/s^2 이상의 감속제어를 할 수 없고, 스로틀을 제어하여 2.75m/s^2 이상의 가속제어를 할 수 없다.

다시 도 3을 참조하면, 상태관리부(331)는 전술한 방식에 따라 CACC 시스템(300)의 상태를 관리하고, CACC 시스템(300)이 활성상태에 있으면 주행관리부(333)는 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. CACC 시스템(300)의 경우 주행 속도는 일반적으로 운전자가 설정한 목표속도에 맞추어서 주행할 수 있도록 제어된다. 하지만, 목표차량이 존재하는 경우에는 목표차량을 추종할 수 있도록 주행 속도를 제어할 수 있다.

특히 본 발명에서는 운전자가 설정한 목표속도를 바탕으로 연비 효율을 최대화할 수 있는 목표속도 프로파일을 설정하고 주행관리부(333)는 설정된 목표속도 프로파일에 따라 자차량의 주행 속도를 관리하도록 할 수 있다. 즉, 주행관리부(333)는 스로틀(throttle), 브레이크(brake), 퓨얼컷(Fuelcut)을 포함하는 보조 감속 수단 등을 제어하여 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다.

이때 사용되는 목표속도 프로파일은 프로파일 관리부(337)에서 설정할 수 있다. 다만, 전방에 목표차량이 존재하여 추종제어를 하는 경우에는 설정된 목표속도 프로파일에 따라 주행을 수행할 수 없는 경우가 있고, 이때에는 연비 효율을 최대화하는 새로운 목표속도 프로파일을 생성할 필요가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전자의 목표속도 설정에 따른 프로파일 관리부(337)에서 생성한 목표속도 프로파일과 목표차량의 주행 속도를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 프로파일 관리부(337)는 운전자가 목표속도(Vset)를 설정하면 설정된 목표속도(Vset)를 기준으로 앞으로 주행할 경로에 관하여 획득할 수 있는 도로정보를 종합하여 연비 향상 또는 연비 효율을 최대화하기 위한 목표속도 프로파일(

)을 산출할 수 있다. 프로파일 관리부(337)는 운전자에 의해 입력되는 또는 자동으로 산출되는 경로 정보를 바탕으로 자차량에 저장되어 있는 지도정보 및 네비게이션, V2I 통신을 이용하여 지역교통관제 시스템, 및/또는 V2V 통신을 이용하여 전방의 차량으로부터 상기 경로와 관련된 경로 상의 특정 도로의 곡률, 구배 및 회전반경 등과 같은 도로정보를 수집하고, 수집한 도로정보를 이용하여 목표속도 프로파일을 설정할 수 있다. 이러한 목표속도 프로파일은 CACC 시스템의 현재 상태에 상관없이 언제든지 운전자가 목표속도를 설정하거나 경로를 변경하면 자동으로 생성될 수 있다.

프로파일 관리부(330)에서 생성한 목표속도 프로파일은 주행 관리부(333)로 전달되어 주행 관리부(333)는 목표속도 프로파일에 맞추어 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다.

다만, 주행 관리부(333)는 목표속도 프로파일이 설정되고 자차량이 이에 따라 주행하고 있더라도, 일정속도로 주행하고 있는 목표차량이 전방에 존재하는 경우, 미리 설정되어 있는 안전을 위한 이격거리 또는 타임갭을 맞추기 위하여 목표속도 프로파일을 무시한 제어를 수행할 수 있다. 만약 그렇지 못하고 목표속도 프로파일에 따라 운전하면 도 5의 예처럼 목표차량의 속도가 목표속도 프로파일에 의한 속도보다 작은 경우에는 어느 정도의 시간 후에 추돌할 수밖에 없다.

즉 현재의 시각을 t0라고 하면

이 성립하는 최소의 t1 시간에 추돌이 발생할 수 있다. 여기서 D(t0)는 t0에서의 자차량과 목표차량 간의 거리이고,

는 목표속도 프로파일에 의한 시간 t에서의 자차량의 주행 속도이고,

은 목표차량의 주행 속도이다.

이러한 추돌을 방지하기 위해서 주행 관리부(333)가 목표속도 프로파일에 상관없이 추종제어를 수행할 수도 있지만 연비의 효율을 최대화하기 위하여는 새로운 목표속도 프로파일을 설정하고 그에 따라 주행할 필요성이 있다. 그래서 주행 관리부(333)는 프로파일 관리부(337)에 목표차량의 존재에 따른 새로운 목표속도 프로파일의 설정을 요청할 수 있고, 프로파일 관리부(337)는 이러한 요청에 맞추어 새로운 목표속도 프로파일을 설정할 수 있다.

프로파일 관리부(337)가 새로운 목표속도 프로파일을 설정하는 일 예로서 목표차량의 속도에 맞추어서 새로운 목표속도 프로파일을 설정할 수 있다.

도 6은 목표차량의 주행 속도에 따라 프로파일 관리부(337)에서 설정한 새로운 목표속도 프로파일을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 프로파일 관리부(337)는 목표차량의 주행속도를 바탕으로 새로운 목표속도 프로파일(

)을 설정할 수 있다. 새롭게 설정된 목표속도 프로파일은 주행 관리부(333)로 전달되어 이에 따라 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. 즉 목표차량이 존재하는 경우, 프로파일 관리부(337)는 운전자가 설정한 목표속도 대신에 목표차량의 주행 속도를 바탕으로 하면서 연비 향상 또는 연비 효율을 최대화하기 위하여 종래의 목표속도 프로파일과 동일한 속도변화를 가지는 새로운 목표속도 프로파일을 설정할 수 있다. 도 6의 예를 참조하면, 운전자가 설정한 목표속도가 80km/h 이고, 목표차량의 주행속도가 60km/h 이면 프로파일 관리부(337)는 새로운 연비향상 목표속도 프로파일

으로 설정할 수 있다. 새롭게 설정된 목표속도 프로파일은 주행 관리부(333)로 전달되어 주행 관리부(333)가 새롭게 설정된 목표속도 프로파일에 따라 주행을 관리하도록 할 수 있다.

다만, 이런 방식으로 새로운 연비향상 목표속도 프로파일을 설정하는 경우에, 미리 설정된 최소 차간거리 또는 최소 타임갭을 유지할 수 있는 지를 판단하여야 한다. 만약 유지할 수 없다면 주행 관리부(333)는 인위적 감속구간을 포함하는 속도변화를 수행할 필요가 있다.

좀 더 상세히 설명하면 자차량이 새로운 목표속도 프로파일로 운행될 때 목표차량과 충돌을 방지하기 위해서는 자차량과 목표차량 사이의 거리가 미리 설정된 허용 가능한 최소거리(D_min) 또는 미리 설정된 허용 가능한 타임갭(

_min)을 만족하여야 한다. 여기서 D_min=

_min x E(V)일 수 있다. E(V)는

_min 시간 동안의 자차량 주행 속도의 평균일 수 있다. 그러면 현재의 자차량과 목표차량 사이의 거리가 하기 식으로 계산되는 Ds보다 크거나 같다면 자차량이 새로운 목표속도 프로파일로 주행할 때 자차량과 목표차량의 최소 거리가 D_min보다 커서 충돌을 방지할 수 있다. 즉, Ds는 새로운 목표속도 프로파일을 추종할 때 목표차량과 자차량이 충돌하지 않기 위한 최소거리를 의미할 수 있고, 아래와 같은 수식을 통해 산출될 수 있다.

Ds=D_min+|min(△d)|

여기서 min(A)는 A들 중에서 최소의 값을 의미하고, |B|는 B의 절대값을 의미한다. 그리고 △d 는 자차량과 목표차량과의 상대거리 변화량으로, 다음 식처럼 목표차량의 주행 속도(

)와 새롭게 설정된 목표속도 프로파일(

)의 차이를 적분하여 산출할 수 있다.

상기 식을 참조할 때, min(△d) 는 자차량의 속도와 목표차량의 속도 차이에 의해 좁혀지는 최대거리가 될 수 있다.

따라서 현재의 목표차량과 자차량의 차간 거리(Dc)가 Ds보다 작을 경우에는 새롭게 설정될 목표속도 프로파일에 의해서 주행하면 충돌이 발생한 가능성이 있으므로, Ds를 확보하기 위한 인위적 감속구간을 포함하는 속도변화가 추가적으로 요구될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예로서 미리 설정된 최소 차간거리 또는 최소 타임갭을 유지하기 위하여 감속을 수행한 이후 새로운 목표속도 프로파일을 설정하는 예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 프로파일 관리부(337)에서 새로운 목표속도 프로파일로 설정한 목표속도 프로파일(

)을 추종하여 주행할 경우에, 미리 설정된 최소 차간 거리 또는 최소 타임갭을 유지할 수 없을 것으로 판단되어, 추가적인 감속을 수행할 필요가 있게 된다.

추가적인 감속은 주 브레이크(마찰 브레이크)에 의하여 감속될 수도 있고, 보조 감속수단에 의하여 감속될 수도 있다. 여기서 보조 감속수단은 주 브레이크(마찰 브레이크) 외 차량을 감속시킬 수 있는 어떤 수단을 의미하며 퓨얼컷, 엔진 브레이크, 보조 브레이크(리타터, 배기 브레이크 등), Eco-roll(기어 중립) 등 주 브레이크를 사용할 때보다 연비를 향상시키면서 감속할 수 있는 모든 수단을 포함할 수 있다.

감속 방법에 따라서 주행 관리부(333)에 의해 설정되는 감속구간의 속도(

)를 산출하는 방식은 서로 상이할 수 있으나 본 발명의 일 실시 예로서, 퓨얼컷(Fuelcut)과 같은 보조 감속 수단을 이용하여 감속할 때 각각의 시간에 따른 감속구간의 속도(

)는 다음과 같이 계산될 수 있다.

여기서,

는 보조 감속수단을 수행하였을 경우의 차량 가속도(감속이므로 -값을 가짐)를 의미하고,

는 현재의 자차량의 속도이다.

다만, 상기 산출된 감속구간의 속도(

)가 CACC 시스템에 미리 설정되어 있는 최소속도(

)보다 작은 경우에는 감속구간의 속도(

)를 최저 속도록 설정할 수 있다. 특히 여기에서 최소속도는 상술한 활성상태(600)에서 대기상태(500)로 변경시킬 수 있는 제1속도와 동일하거나 큰 값을 사용할 수 있다.

상술한 것처럼 인위적인 감속을 수행하면 감속동안 도 7에 도시된 것처럼 목표차량과의 여유거리를 확보(710)할 수 있다. 이렇게 여유거리를 확보한 이후 주행관리부(333)는 새로운 목표속도 프로파일 생성을 프로파일 관리부(337)에 요청할 수 있고, 프로파일 관리부(337)는 요청에 따라 새로운 목표속도 프로파일(

)을 생성할 수 있다. 주행 관리부(333)는 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 때의 주행 비용과 현재속도를 유지하면서 주행할 때의 주행 비용을 계산하여 낮은 주행 비용을 가지는 주행 방법을 사용하여 자차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. 여기서 주행 비용이란 차량이 주행하는데 필요한, 연비 소모량을 포함하는 경제적 소모인자를 모두 고려하여 산출하는 비용을 의미할 수 있다.

일 실시 예로서 주행 관리부(333)는 현재속도를 유지하여 주행할 경우의 주행 비용(Cc)을 산출하고, 새로운 목표속도 프로파일(

)에 따라 주행할 경우의 주행 비용(Ccontrol)을 산출하여 비교하는 과정을 수행할 수 있다. 그리고 Ccontrol이 Cc보다 적은 것으로 판단되는 경우, 추가로 CACC 시스템(300)에 미리 설정되어 있는 최저 속도(

)보다 작은 경우, 최저 속도(

)에 따라 주행을 유지하는 구성을 포함할 수 있다.

이와는 상이하게, Cc가 Ccontrol보다 적은 것으로 판단되는 경우, 차량의 현재속도와 목표차량의 주행 속도(

)를 비교하는 과정을 수행하고, 목표차량의 주행 속도, 자차량의 현재 주행 속도, 자차량에 미리 설정되어 있는 최저 속도, 보조 감속수단을 통한 감속에 의해 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 (Dcruise), 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 (Dbrake) 및 감속방법에 따른 거리 마진 M1 및 M2를 고려하여 차량의 주행 속도를 설정할 수 있다.

더 바람직하게, 차량의 현재속도가 목표차량의 속도보다 작은 경우에는 현재속도를 유지하도록 설정할 수 있으며, 차량의 현재속도가 목표차량의 속도보다 큰 경우, 현재 목표차량과의 거리를 보조 감속수단을 통해 자차량의 속도를 줄여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리와 감속방법에 따른 거리마진 M1을 합한 값과 비교하는 단계를 수행할 수 있다.

또한, 보조 감속수단을 통해 자차량의 속도를 줄여 목표차량의 주행 속도(

) 에 도달하기까지 필요한 거리와 감속방법에 따른 거리마진 M1을 합한 값이 현재 목표차량과의 거리보다 큰 경우, 현재 목표차량과의 거리와 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 (Dbrake) 및 감속방법에 따른 거리마진 M2의 합과 비교하는 과정을 수행할 수 있다. 여기서 Dbrake는 CACC 시스템에 설정되어 있는 최소 이격거리(D_min)을 포함할 수 있다. 즉, Dbrake는 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기 위한 거리 Dx와 D_min의 합으로 정의될 수 있다. Dx는 보조 감속수단에 의한 감속을 수행하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기 위한 거리보다 항상 작은 값을 갖으며, 이때의 제동력 범위는 CACC 시스템에서 허용하는 제동력 범위 내일 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 Ccontrol 이 Cc보다 작은 경우의 차간거리에 따른 자차량의 주행 속도 제어방법의 일 실시 예를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, A구간은 현재 차간거리인 Dc1이 Ds보다 큰 경우로, 현재 목표속도 프로파일을 추종해도 목표차량과 충돌되지 않는 안전 차간 거리를 확보하였으므로 설정된 목표속도 프로파일에 따라 주행을 수행할 수 있다.

이와 반대로, B구간에서는 현재 차간거리인 Dc2가 Ds보다 작지만, 보조 감속수단을 통해 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 Dcruise와 보조 감속수단 사용 시의 거리마진 M1의 합보다 큰 경우로, 현재 차속을 유지하는 주행을 수행한다.

여기서 M1은 목표차량과의 거리 측정 시 오차 및 CACC 시스템의 속도 제어 오차에 따라 사용자가 설정한 임의 값으로, 0 이상의 값을 설정할 수 있다. 더 바람직하게, M1은 출고시 차량의 제조사에서 설정한 임의의 값을 포함하여 구성될 수 있다.

Dcruise의 경우, 보조 감속수단을 통한 감속에 의하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리를 의미할 수 있고, 아래의 식에 의하여 산출될 수 있다.

C구간에서는 현재 차간거리인 Dc3가 보조 감속수단을 통한 감속에 의하여 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 Dcruise와 보조 감속수단에 따른 거리마진 M1의 합보다 작은 경우로서, 보조 감속수단에 의한 감속을 수행하는 구성을 개시하고 있다. 이후, D구간에서는 현재 차간거리를 유지하기 위하여 자차량의 주행 속도가 목표차량의 주행 속도(

)와 동일하도록 할 수 있다.

상기 개시된 바와 같이, Dc1, Dc2, Dc3는 서로 다른 판단시점에서의 현재 차간거리를 표현하기 위해 임의로 번호를 부가한 것으로, 각각의 시점에서 연속적인 거리 판단을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예로서, 목표차량 주행 속도보다 빠른 속도로 정속 주행하는 자차량의 경우, 자차량과 목표차량 간의 차간거리의 변화를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, A1 구간은 자차량이 현재 주행 속도를 유지하고 주행하는 구간으로, 자차량이 현재 주행 속도로 일정하게 주행함에 따라 목표차량과의 차간거리가 감소하는 구간이 된다. B1 구간에서는 현재 차간거리 Dc1이 Dcruise와 M1의 합보다 작고, Dbrake와 M2의 합보다 큰 경우, 보조 감속수단을 이용하여 감속을 함으로써 상대속도가 작아지게 되고 그에 따라 차간거리가 감소하는 기울기가 A1에 비해 작아지는 것을 도시하고 있다.

여기서 M2는 제동을 수행할 경우, 운전자에게 안락한 제동력을 제공할 수 있는 감속도를 고려하여 설정되는 값으로서, 차량의 속도 오차 및 CACC 시스템에서 설정되어 있는 제동력을 고려하여 사용자 또는 차량의 출고시 임의로 설정될 수 있는 값이다.

더 바람직하게, M2의 경우, 운전자의 부드러운 제동을 느낄 수 있는 감속도값을 고려하여 설정될 수 있으며, 상기 부드러운 제동의 감속도는 CACC 시스템에 설정된 최대 감속도보다 작은 범위에서 설정될 수 있다.

상기 제동에 따른 거리마진 M2는 상기 보조 감속수단에 따른 거리마진 M1 보다 작은 값을 가질 수 있으며, 음의 값을 가질 수 있다.

더욱이, Dbrake+M2 값은 항상 Dcruise+M1 값보다 작은 값을 갖도록 설정되어야 하고, 제동을 수행한 감속거리와 거리마진 M2의 합은 보조 감속수단을 통한 감속거리와 거리마진 M1의 합보다 작은 값을 가져야 한다.

C1 구간에서는 급격한 제동이 요구되는 구간일 수 있는데, 잠재적 관심차량의 끼어들기 또는 목표차량의 속도 감속에 따라서 발생할 수 있는 구간이다. 현재 차간거리 Dc2가 Dbrake와 제동에 따른 거리마진 M2의 합보다 작아지는 구간으로서, 이경우에는 브레이크를 이용하여 자차량의 제동을 수행할 수 있다.

도 9에 도시된 그래프의 B1 및 C1 구간은 목표차량의 속도보다 빠르게 정속주행을 수행하는 자차량의 조건에서, 차간거리와 보조 감속수단을 통해 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리의 합을 판단시의 현재 차간거리와 비교하여 자차량의 주행을 제어하는 구성이다.

도 10은 Dcruise, Dbrake, M1 및 M2의 거리관계를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 감속수단(도 10의 예에서는 퓨얼컷)을 수행하는 거리 (Dfuelcut)와 CACC 시스템에 설정되어 있는 최소거리 (Dmin)를 합한 Dcruise를 개시하고 있으며, 보조 감속수단으로서 퓨얼컷을 수행하는 시작시점(1010)을 도시하고 있다. 또한, 도 10은 제동력에 따라 목표차량의 주행 속도(

)까지 감속시 요구되는 거리 Dx와 CACC 시스템상에 설정되어 있는 최소거리 (D_min)를 포함하는 Dbrake 및 CACC 시스템상에 설정되어 있는 감속도 범위 내에서 제동을 수행하는 시점(1020)을 도시하고 있다.

M1은 보조 감속수단에 의해 감속을 수행할 경우의 거리마진으로서, 속도의 오차 및 목표차량에 대한 거리측정 오차 등을 고려하여 사용자에 의해 설정될 수 있고, M2는 제동을 수행하는 과정에서의 거리마진으로서, 측정 및 설정상의 오차에 대응할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, Dfuelcut은 물리적으로 Dx 및 Dmin보다 큰 값을 갖으며, Dcruise 또한 Dbrake 보다 큰 값을 갖는 구성을 나타낸다.

도 11은 본 발명의 일 실시예로서, 목표차량 존재 시 CACC시스템의 연비 향상을 위한 목표속도 프로파일을 이용한 제어방법의 순서도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 CACC 시스템의 경우, CACC 시스템의 작동을 시작할 것인지를 판단하고(S10), CACC 시스템이 작동하지 않는 경우, 속도 제어를 동작하지 않고(S50), CACC 시스템이 작동하는 경우, 자차량의 목표속도와 예상 주행경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정(S20)할 수 있다. 일 예로 CACC 시스템이 오프상태(400)에서 대기상태(500)로 천이하는 경우에 목표속도 프로파일을 설정할 수 있다. 상기 목표속도 프로파일의 경우, 사용자가 입력하는 경로정보를 바탕으로 제어부에 저장되어 있는 도로의 구배 곡률 및 경사율을 고려하여 사용자가 설정한 목표속도를 기준으로 설정될 수 없다.

상기와 같이, 목표속도 프로파일이 설정된 이후, 목표차량 존재 여부를 판단한다(S30). 목표차량이 존재하지 않는 경우, 상기 설정된 목표속도 프로파일에 따라 자차량의 주행을 제어하고(S60), 목표차량이 존재하는 경우, 목표차량과 자차량 간의 현재 차간거리(Dc)와 상기 목표속도 프로파일에 따라 주행하더라도 목표차량과 추돌을 방지할 수 있는 최소거리(Ds)를 비교하는 단계(S40)를 수행한다.

상기 비교 결과, Dc가 Ds보다 큰 경우에는 S20 단계에서 설정된 목표속도 프로파일에 따라 주행을 제어하고(S60), Dc가 Ds보다 작은 경우에는 연비 효율주행을 수행할 수 있다(S100).

상기 연비 효율주행은 Dc가 Ds보다 커지도록 감속한 이후 감속한 현재속도를 유지하여 주행할 경우의 주행 비용(Cc), 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고, 생성된 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행 비용(Ccontrol), 목표차량의 속도, 자차량의 현재속도, 자차량에 설정된 최저주행 속도, 보조 감속수단을 통해 CACC 시스템이 해제되지 않고 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 및 감속방법에 따른 거리마진을 고려하여 주행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예로서, 연비 효율주행을 수행하기 위한 순서도를 도시하고 있다.

연비 효율주행을 수행하기 위해서, CACC 시스템은 Dc가 Ds보다 커지도록 자차량을 감속한 이후의 현재속도를 유지하여 정속 주행할 경우의 주행 비용(Cc)과 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고 생성된 새로운 목표속도 프로파일을 따라 주행할 경우의 주행 비용(Ccontrol)을 비교하는 단계(S110)를 수행한다.

상기 단계에서 Cc가 Ccontrol 보다 큰 경우, 차량의 현재속도와 CACC 시스템에 설정되어 있는 최소속도(

)와 비교하는 단계(S111)를 수행한다.

자차량의 현재속도가 최소속도보다 큰 경우, 보조 감속수단을 통해 감속하여 주행하도록 제어하고(S112), 자차량의 현재속도가 최소속도보다 작은 경우, 최소속도로 자차량을 주행하도록 제어한다(S123).

이와 상이하게, Cc가 Ccontrol 보다 작은 경우, 자차량의 현재속도와 목표차량의 속도를 비교한다(S120). 자차량의 현재속도가 목표차량의 속도보다 작은 경우, 현재속도를 유지하여 자차량을 주행하고(S121), 자차량의 현재속도가 목표차량의 속도보다 큰 경우, 현재 자차량과 목표차량과의 거리(Dc2)를 보조 감속수단을 통해 목표차량의 주행 속도(

)에 도달하기까지 필요한 거리 Dcruise와 보조 감속수단에 요구되는 거리마진(M1)의 합을 비교하고(S130), 현재 자차량과 목표차량과의 거리 Dc2가 Dcruise와 보조 감속수단 시점을 결정하는 거리마진 M1의 합보다 큰 경우, 현재속도를 유지하도록 설정되고(S133), 현재 자차량과 목표차량과의 거리(Dc2)가 Dcruise와 M1의 합보다 작은 경우, 현재 자차량과 목표차량과의 거리 (Dc2)를 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도에 도달하기까지 필요한 거리(Dbrake)와 제동시에 요구되는 거리마진 M2의 합을 비교한다(S131).

현재 자차량과 목표차량과의 거리 Dc2가 Dbrake와 거리마진 M2의 합보다 작은 경우, 브레이크에 의한 제동을 수행하고(S132), 현재 자차량과 목표차량과의 거리 Dc2가 Dbrake와 거리마진 M2의 합보다 큰 경우 보조 감속수단을 통해 감속을 진행한다(S134).

위와 같이, 본 발명은 매 순간 상기 로직을 적용하여 최적의 연비 주행 프로파일 또는 속도를 추종하도록 차량을 제어하는바, 차량 통행이 잦은 교통상황에서도 연비향상을 위한 차량의 제어가 가능하다.

한편, 본 명세서에서는 설명의 편의상 CACC를 예시로 하고 있음이 이해되어야 한다. CACC는 여러 개의 ADAS 기능들 중의 하나에 불과하며, 본 발명이 제시하는 CACC 구현은 관련되는 다른 ADAS 기능을 구현하기 위해서도 이용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명에 제시하는 방식은 CACC, ACC(Adaptive Cruise Control), LCDAS(Lane Change Decision Aid System), LDWS(Lane Departure Warning System), LKAS(Lane Keeping Assistance System), RBDPS(Road Boundary Departure Prevention System), PDCMS(Pedestrian Detection and Collision Mitigation System), CSWS(Curve Speed Warning System), FVCWS(Forward Vehicle Collision Warning System), LSF(Low Speed Following) 등의 ADAS 기능들 중에서 하나의 기능 또는 복수 개의 기능의 결합을 구현하기 위해서도 사용될 수 있다.

하나 이상의 예시적인 실시 예에서, 설명한 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 이 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장 또는 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 한정이 아닌 예시로, 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM이나 다른 광디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 명령이나 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램코드를 전달 또는 저장하는데 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독 가능 매체로 적절히 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술들이 매체의 정의에 포함된다. 여기서 사용된 것과 같은 디스크(disk 및 disc)는 콤팩트디스크(CD), 레이저 디스크, 광디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저에 의해 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들 또한 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

실시 예들이 프로그램 코드나 코드 세그먼트들로 구현될 때, 코드 세그먼트는 프로시저, 함수, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령들, 데이터 구조들, 또는 프로그램 명령문들의 임의의 조합을 나타낼 수 있는 것으로 인식해야 한다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수(argument), 파라미터 또는 메모리 콘텐츠를 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 연결될 수 있다. 정보, 인수, 파라미터, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 송신 등을 포함하는 임의의 적당한 수단을 이용하여 전달, 발송 또는 전송될 수 있다. 추가로, 어떤 측면들에서 방법 또는 알고리즘의 단계들 및/또는 동작들은 컴퓨터 프로그램 물건으로 통합될 수 있는 기계 판독 가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능 매체상에 코드들 및/또는 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합이나 세트로서 상주할 수 있다.

소프트웨어에서 구현에서, 여기서 설명한 기술들은 여기서 설명한 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 프로시저, 함수 등)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛들에 저장될 수 있으며 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에 구현될 수도 있고 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 이 경우 메모리 유닛은 공지된 바와 같이 다양한 수단에 의해 프로세서에 통신 가능하게 연결될 수 있다.

하드웨어 구현에서, 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 디바이스(DSPD), 프로그래밍 가능 로직 디바이스(PLD), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 여기서 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 조합 내에 구현될 수 있다.

상술한 것은 하나 이상의 실시 예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시 예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당업자들은 다양한 실시 예의 많은 추가 조합 및 치환이 가능함을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시 예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다. 더욱이, 상세한 설명 또는 청구범위에서 "포함한다"라는 용어가 사용되는 범위에 대해, 이러한 용어는 "구성되는"이라는 용어가 청구범위에서 과도적인 단어로 사용될 때 해석되는 것과 같이 "구성되는"과 비슷한 식으로 포함되는 것이다.

여기서 사용된 바와 같이, "추론하다" 또는 "추론"이라는 용어는 일반적으로 이벤트 및/또는 데이터에 의해 포착되는 한 세트의 관측으로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태에 관해 판단하거나 추론하는 프로세스를 말한다. 추론은 특정 상황이나 동작을 식별하는데 이용될 수 있고, 또는 예를 들어 상태들에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적일 수 있는데, 즉 데이터 및 이벤트들의 고찰에 기초한 해당 상태들에 대한 확률 분포의 계산일 수 있다. 추론은 또한 한 세트의 이벤트들 및/또는 데이터로부터 상위 레벨 이벤트들을 구성하는데 이용되는 기술들을 말할 수도 있다. 이러한 추론은 한 세트의 관측된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터의 새로운 이벤트들 또는 동작들, 이벤트들이 시간상 밀접하게 상관되는지 여부, 그리고 이벤트들과 데이터가 하나 또는 여러 이벤트 및 데이터 소스들로부터 나오는지를 추정하게 한다.

더욱이, 본 출원에서 사용된 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어는 이에 한정되는 것은 아니지만, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어와 같은 컴퓨터 관련 엔티티를 포함하는 것이다. 예를 들어, 컴포넌트는 이에 한정되는 것은 아니지만, 프로세서상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수도 있다. 예시로, 연산 디바이스 상에서 구동하는 애플리케이션과 연산 디바이스 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터에 집중될 수도 있고 그리고/또는 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 각종 데이터 구조를 저장한 각종 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트와 그리고/또는 신호에 의해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 상호 작용하는 어떤 컴포넌트로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따르는 등 로컬 및/또는 원격 프로세스에 의해 통신할 수 있다.

10: Rode Side Equipment(RSE)
300: CACC 시스템
310: 정보수집부
320: 통신부
330: 제어부
331: 상태관리부
333: 주행관리부
337: 프로파일 관리부

Claims (14)

1. 자차량에 구비되고 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 적응 순항 제어(Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템으로서,
   V2V(Vehicle to Vehicle) 통신을 이용하여 주변차량들로부터 위치 및 주행정보를 포함하는 차량정보를 수신하는 통신부;
   자차량에 구비된 센서들을 이용하여 선행차량의 주행정보 및 상기 자차량의 차량정보를 수집하는 정보수집부;
   상기 통신부에서 획득한 주변차량들의 차량정보 및 상기 정보수집부에서 수집한 선행차량의 주행정보를 바탕으로 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량을 선정하고,
   상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되지 않으면 상기 자차량의 목표속도를 바탕으로 상기 자차량의 주행 속도를 제어하고,
   상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량이 선정되면, 상기 목표차량의 속도정보, 상기 자차량의 속도정보 및 목표 타임갭을 바탕으로 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량의 선정은:
   상기 자차량과 동일한 차선에 존재하는 차량들을 포함하는 제 1 잠재적 관심 차량 그룹을 선정하고,
   상기 제 1 잠재적 관심 차량 그룹 내의 차량들에 대해, 상기 V2V 통신 및 상기 센서들을 이용해 일정 거리 내에 존재하는 차량들을 제 2 잠재적 관심 차량 그룹으로 선정하고,
   상기 제 2 잠재적 관심 차량 그룹 내의 차량들에 대해, 상기 V2V 통신으로 보고되는 차량의 속도와 상기 센서들로 측정한 차량의 속도 사이의 차이가 기설정된 값 미만인 차량을 제 3 잠재적 관심 차량 그룹으로 선정하고,
   상기 제 3 잠재적 관심 차량 그룹 내의 하나의 차량을 상기 목표차량으로 선정하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   스로틀(throttle) 및 브레이크를 제어하는 구동부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 자차량의 주행 속도를 제어하기 위하여 상기 구동부를 제어하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   운전자로부터 상기 목표속도 및/또는 상기 목표 타임갭을 입력받고, 상기 협조 적응 순항 제어 시스템의 상태 정보를 운전자에게 알려줄 수 있는 DVI부를 더 포함하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
   협조 적응 순항 제어 시스템의 상태를 관리하는 상태관리부;
   상기 통신부에서 획득한 주변차량들의 차량정보 및 상기 정보수집부에 수집한 선행차량의 주행정보를 바탕으로 상기 자차량이 추종하기 위한 목표차량을 선정하는 목표차량 선정부;
   상기 목표차량 선정부에 의해 선정된 목표차량이 없으면, 상기 자차량의 목표속도 및 예상 주행 경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하고, 상기 목표차량 선정부에 의해 선정된 목표차량이 있으면 상기 목표차량의 속도정보 및 상기 자차량의 속도정보와 예상 주행 경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하는 프로파일 관리부; 및
   설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 주행관리부; 를 포함하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 상태관리부는 협조 적응 순항 제어 시스템이 동작하지 않는 오프(OFF)상태, 동작은 하지만 상기 자차량의 주행 속도를 제어하지 않는 대기상태, V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내 차량이 없어 상기 자차량에서 획득한 정보만을 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 ACC 활성상태, 및 V2V 통신으로 연결되어 있는 관심영역 내의 주변차량이 있어, 상기 V2V 통신을 통해 획득한 주변차량으로부터의 정보 및 상기 자차량에서 획득한 정보를 이용하여 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 활성상태 중의 하나로 상기 협조 적응 순항 제어 시스템의 상태를 표시하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 주행관리부는 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어시에 추돌 가능성이 있는 경우 상기 프로파일 관리부에 새로운 목표속도 프로파일 설정을 요청하고,
   상기 프로파일 관리부는 상기 주행관리부의 새로운 목표속도 프로파일 설정 요청에 따라 상기 목표차량의 속도정보 및 상기 자차량의 속도정보와 예상 경로정보를 바탕으로 목표속도 프로파일을 재설정하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템.
7. 자차량에 구비되고 자차량의 주행 속도를 제어하는 협조 적응 순항 제어(Cooperative Adaptive Cruise Control; 이하 CACC) 시스템의 연비 향상 제어방법으로서,
   CACC 시스템 작동의 시작 여부를 판단하는 단계;
   상기 자차량의 목표속도 및 예상 주행경로를 바탕으로 목표속도 프로파일을 설정하는 단계;
   상기 자차량이 추종하여야 하는 목표차량의 존재 여부를 판단하는 단계;
   상기 판단 결과, 목표차량이 존재하지 않은 경우, 설정된 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 단계;
   상기 판단 결과, 목표차량이 존재하는 경우, 상기 목표차량의 속도정보, 상기 자차량의 속도정보 및 목표 타임갭을 바탕으로 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 단계;를 포함하고,
   상기 목표차량의 존재 여부를 판단하는 단계는:
   상기 자차량과 동일한 차선에 존재하는 차량들을 포함하는 제 1 잠재적 관심 차량 그룹을 선정하는 단계;
   상기 제 1 잠재적 관심 차량 그룹 내의 차량들에 대해, V2V 통신 및 자차량에 탑재된 센서들을 이용해 일정 거리 내에 존재하는 차량들을 제 2 잠재적 관심 차량 그룹으로 선정하는 단계;
   상기 제 2 잠재적 관심 차량 그룹 내의 차량들에 대해, 상기 V2V 통신으로 보고되는 차량의 속도와 상기 센서들로 측정한 차량의 속도 사이의 차이가 기설정된 값 미만인 차량을 제 3 잠재적 관심 차량 그룹으로 선정하는 단계; 및
   상기 제 3 잠재적 관심 차량 그룹 내의 하나의 차량을 상기 목표차량으로 선정하는 단계;를 포함하는,
   협조 적응 순항 제어 시스템의 연비 향상 제어 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 판단 결과, 목표차량이 존재하는 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 주행하더라도 상기 목표차량과 추돌을 방지할 수 있는 최소거리(Ds)와 상기 목표차량과의 현재 거리(Dc)를 비교하는 단계; 및
   상기 비교 결과, 상기 Dc가 상기 Ds보다 큰 경우, 상기 목표속도 프로파일에 따라 상기 자차량의 주행 속도를 제어하고, 상기 Dc가 상기 Ds보다 작은 경우, 연비효율주행을 수행하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 연비 효율주행은 상기 Dc가 상기 Ds보다 커지도록 감속한 이후 감속한 현재속도를 유지하여 주행할 경우의 주행 비용 Cc, 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고, 생성된 상기 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행 비용 Ccontrol, 상기 목표차량의 속도, 상기 자차량의 속도, 상기 자차량에 설정된 최소속도, 보조감속수단을 통해 상기 목표차량의 주행 속도(

   

   )에 도달하기까지 필요한 거리 및 감속방법에 따른 거리마진을 고려하여 주행하는,
   CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 연비 효율주행을 수행하는 단계는,
   상기 자차량이 상기 Dc가 상기 Ds보다 커지도록 감속한 이후의 현재속도로 정속 주행 시의 주행비용(Cc)과 감속한 현재속도를 기반으로 새로운 목표속도 프로파일을 생성하고 생성된 상기 새로운 목표속도 프로파일에 따라 주행할 경우의 주행비용(Ccontrol)을 비교하는 단계;
   상기 비교 결과, 상기 Cc가 상기 Ccontrol 보다 작은 경우, 상기 자차량의 현재속도와 상기 목표차량의 속도를 비교하여 상기 자차량의 현재속도로 정속 주행을 유지하거나 감속을 수행하는 단계;
   상기 비교 결과, 상기 Cc가 상기 Ccontrol 보다 큰 경우, 상기 자차량의 현재속도와 상기 자차량에 설정된 최소속도를 비교하는 단계;를 포함하고,
   상기 자차량의 현재속도와 상기 자차량에 설정된 최소속도를 비교하는 단계는 상기 자차량의 현재속도가 상기 자차량에 설정된 최소속도보다 큰 경우, 보조감속수단을 통해 감속하며 주행하고, 상기 자차량의 현재속도가 상기 자차량에 설정된 최소속도보다 작은 경우, 상기 자차량에 설정된 최소속도로 주행을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자차량의 현재속도와 상기 목표차량의 속도를 비교하여 상기 자차량의 현재속도로 정속 주행을 유지하거나 감속을 수행하는 단계는,
    상기 자차량의 현재속도가 상기 목표차량의 속도보다 작은 경우, 상기 자차량의 현재속도로 주행을 수행하고,
    상기 자차량의 현재속도가 상기 목표차량의 속도보다 큰 경우, 상기 자차량과 상기 목표차량 간의 현재 거리 Dc2를 보조감속수단을 통해 상기 목표차량의 주행 속도에 도달하기까지 필요한 거리 Dcruise와 상기 보조감속수단에 따른 거리마진(M1)의 합과 비교하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 Dc2를 상기 Dcruise와 M1의 합과 비교하는 단계는,
    상기 Dc2가 상기 Dcruise와 상기 M1의 합보다 큰 경우, 차량의 현재속도로 주행을 수행하고,
    상기 Dc2가 상기 Dcruise 및 상기 M1의 합보다 작은 경우, 상기 Dc2를 브레이크에 의한 제동을 수행하여 목표차량의 주행 속도에 도달하기까지 필요한 거리(Dbrake)와 브레이크에 의한 제동 시에 요구되는 거리마진 M2의 합과 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 Dc2를 상기 Dbrake와 상기 M2의 합과 비교하는 단계는,
    상기 Dc2가 상기 Dbrake와 상기 M2의 합보다 큰 경우, 차량의 보조감속수단을 통해 감속을 수행하고, 상기 Dc2가 상기 Dbrake와 상기 M2의 합보다 작은 경우, 브레이크에 의한 제동을 통해 감속을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
    
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 목표속도 프로파일을 설정함에 있어서,
    차량의 주행 경로 상의 도로정보를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는,
    CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도로정보는 도로의 곡률, 구배 및 회전반경을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    CACC 시스템의 연비 향상 제어방법.
    

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