KR20100088943A - 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 제어를 위한 것으로, 더욱 자세하게는 곡선 도로를 주행하는 차량의 주행 안정성을 향상시키기 위한 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템에 관한 것이다.

본 발명은, 위성으로부터 GPS정보를 수신하여 차량의 현재 위치를 산출하는 GPS부; 상기 GPS부로부터 산출된 차량의 현재 위치와, 기저장된 지도정보를 이용하여 차량의 진행경로를 산출하는 네비게이션부; 차량의 주행 속도를 감지하기 위한 차속센서; 및 상기 GPS부를 통해 산출된 차량의 현재 위치와 상기 네비게이션부를 통해 산출된 진행경로를 참조하여 차량이 곡선 경로로 진입할 예정인 것으로 판단되면, 상기 차속센서를 통해 감지된 차량의 주행속도와 기설정된 안전속도를 비교하여 차속을 미리 제어하는 제어부;를 포함한다.

네비게이션, GPS, 차량 속도 제어

Description

네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템{Vehicle control system using navigation information}

본 발명은 차량 제어를 위한 것으로, 더욱 자세하게는 곡선 도로를 주행하는 차량의 주행 안정성을 향상시키기 위한 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템에 관한 것이다.

자동차는 가장 대중화된 교통수단으로, 탑승자가 장거리를 고속으로 이동할 수 있도록 한다.

이러한 자동차는 고속으로 주행함에 따라서 사고가 발생할 경우 대형 피해를 야기하게된다.

따라서, 탑승자의 안전을 위한 기술은 계속해서 발전되어 오고 있는데, 근래에 차량의 직진 제동 안전을 위한 ABS는 물론 최근에는 TCS, ESP 등의 고도화된 차량 제어 기술이 개발되었다.

그러나, 이와 같은 안전장치들은 차량의 상태를 미리 예견하여 제어가 이루어지지 않으며, 운전자로부터 조향이나 제동을 위한 입력을 기초로 하거나, 차량의 요레이트나 횡가속도를 계산하여 차량을 제어하게 되는데, 이와 같은 제어 장치들 은 차량의 현재 상황을 모니터링하여 차량을 제어함으로써, 제어시점이 늦어져 차량이 불안정한 상태를 미리 방지할 수 없고 불안전한 상태로 인해 운전자의 2차 조향을 유발하여 차량의 안전성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네비게이션 정보를 이용하여 차량이 곡선 도로에 진입할 것으로 판단되면 차량의 속도를 제어하여 곡선 주행에서 발생할 수 있는 횡방향 미끄럼을 방지할 수 있는 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위성으로부터 GPS정보를 수신하여 차량의 현재 위치를 산출하는 GPS부; 상기 GPS부로부터 산출된 차량의 현재 위치와, 기저장된 지도정보를 이용하여 차량의 진행경로를 산출하는 네비게이션부; 차량의 주행 속도를 감지하기 위한 차속센서; 및 상기 GPS부를 통해 산출된 차량의 현재 위치와 상기 네비게이션부를 통해 산출된 진행경로를 참조하여 차량이 곡선 경로로 진입할 예정인 것으로 판단되면, 상기 차속센서를 통해 감지된 차량의 주행속도와 기설정된 안전속도를 비교하여 차속을 미리 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명은 네비게이션 정보를 이용하여 차량의 위치를 확인하고, 차량이 곡선 도로에 진입하기 이전에 감속하도록 함으로써, 운전자에 의해 조향제어가 이루어진 뒤부터 동작하는 기존의 차량제어 방식보다 월씬 안정적으로 곡선 도로를 주행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 곡선 도로를 진입하기 이전에 차량을 충분히 감소시킬 수 있으므로 대 형 사고를 야기하는 오버 스티어링이나 언더 스티어링을 원천적으로 방지할 수 있으며 차량의 불안전성에 의해 유발되는 운전자의 2차 조향으로 인한 차량의 안전성을 확보할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량 제어시스템을 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량 제어시스템의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 GPS부(110), 네비게이션부(120), 차속센서(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

GPS부(110)는 위성(미도시)으로부터 GPS정보를 수신하여 차량의 현재 위치를 산출한다. 좀 더 자세히 설명하면, GPS부(110)는 중궤도에 존재하는 다수의 위성으 로부터 시각정보를 수신하고, 이들의 시간차를 계산함으로써 신호를 수신한 곳의 3차원 위치를 알 수 있도록 한다.

이러한 GPS 기술은 이미 상용화되어 다양한 분야에서 이용되고 있는 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

네비게이션부(120)는 GPS부(110)로부터 산출된 차량의 현재 위치와, 기저장된 지도정보를 이용하여 차량의 진행경로를 산출한다.

이러한 네비게이션부(120)는 현재 차량의 위치로부터, 운전자가 설정한 목표위치까지 차량이 앞으로 거쳐가게 될 경로를 차량의 진행경로로 산출할 수도 있으며, 이와 달리 목표지점이 설정되지 않았을 경우에는 단순히 차량이 현재위치에서 차량의 진행방향에 따라 예측되는 진행경로를 산출할 수도 있다.

차속센서(130)는 차량의 주행속도를 감지한다. 근래의 차량에는 ECU을 통해 차속을 측정할 수 있으므로, 이 경우 별도의 차속센서를 이용하지 않을 수도 있다.

제어부(140)는 GPS부(110)를 통해 산출된 차량의 현재 위치와, 네비게이션부(120)를 통해 산출된 진행경로를 참조하여 차량이 곡선 경로로 진입할 예정인 것으로 판단되면, 차속센서(130)를 통해 감지된 차량의 주행속도와 기설정된 안전속도를 비교하고, 그 결과에 따라 구동부(150)를 통해 차속을 제어한다.

즉, 본 발명은 네비게이션부(120)를 통해 차량이 곡선 경로에 들어설 것으로 예상되면 차량의 속도를 일정 수준 이하로 감속시킴으로써, 오버스티어링이나 언더스티어링 없이 차량이 곡선 구간을 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 감속의 기준이 되는 차량의 안전속도는 다음의 수학식을 통해 산출 될 수 있다.

이때, V = 차량속도, r = 곡률반경, a = 차량의 횡가속도이다.

여기서, 본 발명자의 실험결과 차량의 횡가속도(a)는 차량의 최대 횡가속도의 50% 가량에서 설정되는 것이 바람직하였다.

이와 같은 식을 이용하여 곡률반경(r)에 따라 차량의 안정적인 주행을 위한 안전속도(V)를 산출할 수 있다.

일반적으로 도로의 곡률이 작을수록 차량의 안정적인 제어가 어려우므로, 본 발명에서는 이를 반영하여 곡률이 작은 도로일수록 운전자의 운전 편의를 위해 더 많이 감속될 수 있도록 하는 것이다.

나아가, 상기 안전속도는 도로의 종류나 차량의 종류에 따라 차등 설정되는 것이 바람직한데, 예를 들어 차량이 골목길을 주행하던 중 주행 경로에 곡선 구간이 등장하였을 때보다, 고속도로에서 주행하던 중 곡선 구간이 등장하였을 때, 도로마다 허용되는 주행속도가 공시되어 있으므로 같은 곡률을 갖는 구간이라 하여도 고속주행이 가능한 도로에서의 안전속도가 더 높게 설정되는 것이 바람직하다.

또한 승용차 SUV, 상용차 등의 차량 종류에 따른 안전속도를 설정하는 것이 바람직하다. 일반적으로 차량은 종류(승용차, SUV, 승합차)에 따라 중량이 변화하며, 이러한 중량에 따라 곡선주행시 원심력의 영향이 커지므로 본 발명에서는 이를 반영하여 안전속도를 설정하도록 한다.

이때, 차량의 종류에 따라 변화되는 안전속도는 차량에 따라 설정되는 일정지수(0.1 ∼1.0)에 의해 결정될 수 있다.

여기서 상기 지수가 차량의 중량에 반비례하는 것은 물론이다.

한편, 제어부(140)가 차량이 곡선 경로에 진입하는 것으로 판단하는 시점은 차량이 곡선 경로의 시작시점에 차량이 위치할 경우인 것이 바람직하다.

즉, 도로가 곡률을 갖기 시작하는 시점에서 차량의 속도가 제어되는 것이 바람직한데, 도 2에는 이러한 구성을 통한 본 발명과 종래 기술의 차이점이 예시되어 있다.

종래 기술에 따른 차량(10)은 차량의 요레이트와 횡가속도, 또는 조향각 등을 참고로 제어가 이루어지기 때문에, 도 2의 (a)의 경우에 같이 차량이 곡선 구간의 시작지점(P)에 진입한 이후에 차량이 제어된다.

그러나, 본 발명에 따른 차량은 (b)의 경우에 같이 차량이 곡선 구간의 시작지점(P)이 진입하기 전에 미리 차량을 제어함으로써 안전성이 훨씬 향상되는 장점이 있다.

구동부(150)는 제어부(140)의 제어에 의해 실제적으로 차속을 조절하는 구성으로, 엔진브레이크 또는 휠 브레이크 등의 구성이 이용될 수 있으며, 제어부(140)의 제어에 따라 기타 차량을 감속시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 것이든 무방하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량 센서구동 시스템의 구성도이다.

도 2는 본 발명과 종래 발명의 차이를 예시한 예시도,

도 3a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 센서구동부의 상세 구성도,

도 3b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 센서구동부의 상세 구성도,

도 3c는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 센서구동부의 상세 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 설명>

110 : 감지센서 120 : 센서 구동부

130 : 조향각 측정부 140 : 제어부

150 : 차속 측정부

Claims (4)

1. 위성으로부터 GPS정보를 수신하여 차량의 현재 위치를 산출하는 GPS부;

   상기 GPS부로부터 산출된 차량의 현재 위치와, 기저장된 지도정보를 이용하여 차량의 진행경로를 산출하는 네비게이션부;

   차량의 주행 속도를 감지하기 위한 차속센서; 및

   상기 GPS부를 통해 산출된 차량의 현재 위치와 상기 네비게이션부를 통해 산출된 진행경로를 참조하여 차량이 곡선 경로로 진입할 예정인 것으로 판단되면, 상기 차속센서를 통해 감지된 차량의 주행속도와 기설정된 안전속도를 비교하여 차속을 미리 제어하는 제어부;

   를 포함하는 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 안전속도는,

   상기 곡선 경로의 곡률에 반비례하게 설정되는 것을 특징으로 하는 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 안전속도는,

   도로의 종류 또는 차량의 종류에 따라 차등 설정되는 것을 특징으로 하는 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템.
4. 제 1항에 있어서, 제어부는,

   차량이 곡선 경로의 시작시점에 차량이 위치할 경우, 차량이 곡선 경로에 진입하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 정보를 이용한 차량 제어시스템.

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