KR20020083225A - 차량의 안전 운행 제어방법 - Google Patents

Abstract

곡선 도로에 진입하기 전에 도로의 곡률을 미리 운전자에게 인식시켜 줌으로써, 안전운전을 할 수 있도록 하고, 불필요한 업시프트의 방지로 브레이크 조작을 줄일 수 있도록 하며, 일단 감속된 차속을 증속시키기 위한 재가속 동작을 줄여줌으로써, 운전 편의성을 도모할 목적으로;

주행하고자 하는 도로의 전방을 영상 처리하여 굴곡로인지를 파악하고, 그 곡률을 산출하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 굴곡로 판단되면, 현재 차량의 진행 상태를 근거로 하여 사고 위험이 있는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 사고 위험이 있다고 판단되면, 그 위험도를 산출하여 미미한 경우는 경보를 하고, 심한 경우에는 자동 변속기를 감속 제어하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 차량의 안전 운행 제어방법을 제공한다.

Description

차량의 안전 운행 제어방법{A method for controlling vehicle to increase safety}

본 발명은 차량의 안전 운행 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로의 곡률에 따라 자동 변속기를 제어하여 차속을 늦추거나 경보함으로써, 위험 상황을 운전자에게 인식시켜 안전운전을 도모할 수 있도록 한 차량의 안전 운행 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 최근에는 차량 기술의 급진적인 발전으로 차량이 고성능화 됨은 물론 이에 따른 안전 운행장치 또한 크게 발전되어 실차에 적용되고 있다.

상기 안전 운행장치로는 여러 가지가 있으나, 본 발명과 관련이 있는 일예를 보면, 트랙션 컨트롤 시스템(Traction Control System, 이하, TCS로 칭함)과 INVECS(Inteligence Vehicle Control System)를 들 수 가 있다.

상기에서 TCS라고 함은, 엔진의 고성능에 대응하여 미끄러지기 쉬운 도로에서의 주행 안정성과 조향성의 확보 및 이들을 통해 쉬운 조작성을 실현하기 위한 장치로서, 엔진의 출력을 제어하여 차량의 슬립을 억제함으로써, 눈길 등과 같은 슬립이 쉬운 노면에서의 발진 및 가속성, 그리고 선회 안정성을 향상시키는 슬립제어와, 차량의 횡가속도의 과대를 막기 위하여 일반도로에서의 선회 가속시 구동력을 제어하여 조정성을 향상시키는 시스템을 말한다.

그리고 상기 INVECS는 자동 변속기가 탑재된 차량에서 도로의 구배에 따라 자동 변속기의 변속제어를 실시하여 운전자의 운전을 도와 줄 수 있도록 한 자동 변속기의 제어시스템을 말한다.

그러나 상기와 같은 안정 운행장치의 경우에 있어서는 그 자체에 있어서는 매우 훌륭한 기능을 수행하고 반드시 필요한 기능이지만, 공통적으로 어떤 상황이 발생된 후에 작동된다는 것이다.

즉, TCS의 경우에 있어서는 곡선 도로에 진입하거나, 슬립이 발생했을 때 이에 대처하기 위한 제어가 이루어지고, INVECS는 도로의 구배로 들어가서 작동하게 되는 바, 사전 대처가 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 곡선 도로에 진입하기 전에 도로의 곡률을 미리 운전자에게 인식시켜 줌으로써, 안전운전을 할 수 있도록 한 차량의 안전 운행 제어장치를 제공함에 있다.

그리고 불필요한 업시프트의 방지로 브레이크 조작을 줄일 수 있도록 하며, 일단 감속된 차속을 증속시키기 위한 재가속 동작을 줄여줌으로써, 운전 편의성을 도모할 수 있는 차량의 안전 운행 제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 안전 운행 시스템의 구성도.

도 2는 도1의 시스템을 운용하기 위한 작동 흐름도.

도 3은 도로의 곡률을 파악하기 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 주행하고자 하는 도로의 전방을 영상 처리하여 굴곡로인지를 파악하고, 그 곡률을 산출하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 굴곡로로 판단되면, 현재 차량의 진행 상태를 근거로 하여 사고 위험이 있는지를 판단하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 사고 위험이 있다고 판단되면, 그 위험도를 산출하여 미미한 경우는 경보를 하고, 심한 경우에는 자동 변속기를 감속 제어하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 차량의 안전 운행 제어방법을 제공한다.

상기 제1 단계에서는 카메라에 비치는 도로의 차선을 기준으로 하여 2개의 직선을 찾아내는 차선 확인 단계와;

상기 차선 확인 단계에서 찾아낸 2개의 직선의 교차각으로 주행하고자 하는 도로가 곡선로인지를 판단하는 곡선로 확인단계와;

상기 곡선로 확인단계에서 곡선로라고 판단되면, 그 곡률을 확인하는 곡률 산출 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 제2 단계에서는 제1 단계에서 차선 곡률 산출까지 이루어지면, 현재 차량의 속도와 브레이크 작동 여부, 그리고 상기 차속과 진행 거리를 근거로 하여 가속도를 산출하여 2개의 직선 교차점까지 도달할 수 있는 시간으로 사고 위험 여부를 판단함을 특징으로 한다.

상기 제 3단계에서는 제2 단계에서 위험도가 크다고 판단되면, 현재의 변속단을 확인하는 변속단 확인 단계와;

상기 변속단에서 순차적인 저단으로 변속제어와 저단으로의 스킵 변속제어가 이루어지는 변속제어 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 변속제어 단계의 이후에 운전자가 브레이크 페달과 가속페달을 어떻게 작동시키는가를 학습하여 이를 근거로 다음 변속제어가 이루어지도록 하는 차량의 안전 운행 제어방법을 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 안전 운행시스템의 구성도로서, 부호 1은 전자제어유닛(ECU)를 지칭한다.

상기 전자제어유닛(ECU)는 감지수단으로 현재 차량의 운행상태를 전기적인 신호로 전달받아 이들 신호를 미리 입력되어진 테이터와 비교 분석하여 구동수단을 제어함으로써, 최적의 상태로 차량이 운행될 수 있도록 하는 기능을 수행학 된다.

상기에서 감지수단은 카메라(2)에 잡힌 도로의 곡률을 처리하는 영상처리장치(4)와 차속을 검출해 내는 차속센서(6), 그리고 브레이크 작동 여부를 감지하는 브레이크 작동센서(8)와 가속페달의 작동 여부를 판단할 수 있는 스로틀 개도량 센서(10)를 포함하여 이루어진다.

그리고 구동수단은 상기 전자제어유닛의 제어에 따라 자동 변속기를 제어하는 트랜스밋션 제어유닛(12)과 안내방송이나 경보음을 발생시킬 수 있는 경보장치(14)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 제어시스템은 도 2와 같은 흐름으로 작동되면서, 자동 변속기를 제어하고, 경보장치를 작동시키게 된다.

즉, 본 발명의 제어시스템이 작동하기 시작하면, 영상 처리장치(4)에서는 카메라(2)에 비치는 도로의 상황을 처리하게 되는데, 이때에는 도 3에서와 같이, 차선을 기준으로 하여 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)를 찾아낸다(S100).

상기에서 제1 직선(L1)은 차량으로부터의 차선을 기준으로 하고, 제2 직선(L2)는 굴곡진 부분의 이후를 기준으로 하여 찾아낸다.

이와같이 제1 직선(L1)과 제2 직선(L2)을 찾아낸 후에는 이들 직선을 기준으로 하여 도로가 곡선인가를 판단하게 된다(S110).

도로가 곡선인가 아닌가의 판단은 두 직선이 교차하는 점의 내각(θ)을 기준으로 판단하게 되는데, 이의 내각은 L1, L2의 기울기가 tan1, tan2이므로 Inv_tan1 + Inv_tan2로 결정된다.

상기에서 굴곡을 산출하는데에 차선을 이용한다고 설명하고 있으나, 이는 도로에서 굴곡 상태를 찾아내는데 가장 쉽기 때문이며, 다른 산출방법을 이용하여 도로의 굴곡을 찾아낼 수 있다면 어떤 방법이라도 별다른 문제는 없다.

이러한 계산에 의하여 산출된 내각(θ)은 값이 크면 도로의 곡률이 완만하고, 값이 작으면, 도로의 곡률이 크다는 것을 의미하게 된다.

이와같이 지금 주행하려고 하는 도로가 곡선 도로라고 판단되면, 전자에어유닛(ECU)에서는 영상처리장치(4)에서 보내어진 내각을 근거로 도로의 곡률을 산출하게 된다(S120).

상기 S120 단계에서 곡률이 산출된 후에는 전자제어유닛(ECU)에서는 현재 차량의 속도와 브레이크 작동 여부, 그리고 상기 차속과 진행 거리를 근거로 하여 가속도를 산출한 후(S130), 사고 위험도를 판단하게 된다(S140).

상기 S140 단계에서의 사고 위험도 판단은, 그 S130 단계에서 산출되어진 데이터와 내각(θ)이 산출되어진 지점까지의 거리를 고려하여 현재의 차속으로 진행하였을 때, 그 지점까지 도달하는 시간으로 사고 위험을 판단하게 된다.

그리고 상기 S140 단계에서 차속이 빨라 위험하다는 판단이 내려지며, 이의 위험도가 큰가 작은가를 판단하게 된다(S150).

즉, 상기 S150 단계에서는 사고 위험도를 다단으로 구분하고, 기준치를 설정하여 이의 위험도가 기준치 이하로 판단되면, 경보장치를 작동시킨 후(S160), 상기 S100 단계로 리턴된다.

상기에서 경보장치는 안내방송이나, 부저 또는 램프등으로 다양하게 구성할 수 있으며, 이는 운전자에게 크게 위험하지는 않으나, 전방이 굴곡진 도로라는 것을 인식시켜 주어 안전운행에 도움이 될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 S150 단계에서 위험도가 기준치 이상으로 판단되면, 현재의 변속단을 확인하고(S170), 트랜스밋션 제어유닛을 통해 자동 변속기의 변속제어를 실시하게 된다(S180).

상기 S180 단계에서 변속제어라고 함은, 현재 변속단에서 감속의 변속단 감속 변속제어가 이루어져 엔진 브레이크가 작동되도록 하거나, 리프트 풋 업 시프트(Lift Foot Up Shift)가 발생되지 않도록 하기 위한 것이다.

즉, 심한 곡률의 도로로 진입하기 전에 차량의 속도를 늦추는 방법으로 감속시키거나 리프트 풋 업 시프트가 발생되지 않도록 하는 것이다.

저단으로의 변속 제어의 결정은 미리 설정된 설계속도와 그에 따른 회전반경을 고려하여 설정된 값과 현재 차량의 속도와 차중등을 고려하여 순차적인 저단으로 변속제어와 스킵 변속제어로 이루어질 수 있는데, 이는 위험도는 조금 낮은 경우에는 순차적인 저단으로의 변속제어를 실시하고, 위험도가 높은 경우에는 스킵 변속이 이루어게 된다.

그리고 상기 S180 단계에서 변속제어가 이루어면, 브레이크와 가속페달의 자동등을 인식하여 운전자의 운전 습관을 학습(S190)을 실시한 후 S100 단계로 리턴하게 된다.

상기 S190에서의 운전자 운전습관 학습은, S180 단계에서의 변속제어에 대한운전자의 거부감에 대하여 학습을 행하는 것으로서, 이는 S180 단계에서의 변속제어에 대하여 운전자가 어떻게 대처하는가를 학습하는 것이다.

즉, 변속제어가 이루어져 차속이 감속되면, 운전자의 운전습관에 따라 대처하는 방법이 달라지게 되는데, 그 예를 들어보면, 첫째, 감속된 상태에서 더욱 감속시키기 위하여 브레이크를 밟거나, 둘째, 감속되면 증속시키기 위하여 가속페달을 밟거나, 셋째, 감속된 그 상태로 주행하는 운전자가 있을 것이다.

그러면, 전자제어유닛(ECU)에서는 상기 예를 반복적으로 학습하여 다음 변속제어시에는 감속을 증대시키거나, 감속을 제어를 행하지 않음으로써, 운전자의 습관대로 운전이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차량이 곡선 도로에 진입할 때 이의 도도로의 곡률을 인식하여 현재 차량이 곡선 도로에 진입하고 있음을 운전자에게 인식시켜 줌으로써, 안전운전을 도모할 수 있도록 한다.

또한, 불필요한 업 시프트의 방지로 브레이크 조작을 줄일 수 있도록 하며, 일단 감속된 차속을 증속시키기 위한 재가속 동작을 줄여줌으로써, 운전 편의성을 제공하여 곡선 주행의 안전성을 높이고, 이에 따른 사고 위험에서 운전자를 보호할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 주행하고자 하는 도로의 전방을 영상 처리하여 굴곡로인지를 파악하고, 그 곡률을 산출하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 굴곡로 판단되면, 현재 차량의 진행 상태를 근거로 하여 사고 위험이 있는지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 사고 위험이 있다고 판단되면, 그 위험도를 산출하여 미미한 경우는 경보를 하고, 심한 경우에는 자동 변속기를 감속 제어하는 제3 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 단계에서는 카메라에 비치는 도로의 차선을 기준으로 하여 2개의 직선을 찾아내는 차선 확인 단계와;

   상기 차선 확인 단계에서 찾아낸 2개의 직선의 교차각으로 주행하고자 하는 도로가 곡선로인지를 판단하는 곡선로 확인단계와;

   상기 곡선로 확인단계에서 곡선로라고 판단되면, 그 곡률을 확인하는 곡률 산출 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 차선 확인단계에서 2개의 직선은 차량으로부터의 차선을 기주으로 하는 제1 직선과, 굴곡진 부분의 이후를 기준으로 하는 제2 직선으로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 차선 곡률 산출은 두 직선이 교차하는 점의 내각(θ)을 기준으로 판단하되, 그 내각은 제1, 2 직선의 기울기가 tan1, tan2이므로 Inv_tan1 + Inv_tan2로 결정함을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
5. 제1항에 있어서, 제2 단계에서는 제1 단계에서 차선 곡률 산출까지 이루어지면, 현재 차량의 속도와 브레이크 작동 여부, 그리고 상기 차속과 진행 거리를 근거로 하여 가속도를 산출하여 2개의 직선 교차점까지 도달할 수 있는 시간으로 사고 위험 여부를 판단함을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
6. 제1항에 있어서, 제 3단계에서는 제2 단계에서 위험도가 크다고 판단되면, 현재의 변속단을 확인하는 변속단 확인 단계와;

   상기 변속단에서 순차적인 저단으로 변속제어와 저단으로의 스킵 변속제어가 이루어지는 변속제어 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
7. 제6항에 있어서, 변속제어 단계 이후에 운전자의 습관을 학습하는 단계가 추가됨을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 운전자 습관 학습 단계는 변속 제어 후 운전자가 브레이크페달과 가속페달을 어떻게 작동시키는가를 학습하여 이를 근거로 다음 변속제어가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 차량의 안전 운행 제어방법.