KR20150056000A - 감지 거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

감지 거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자차량과 적정거리를 유지하기 위한 타겟차량을 선정할때 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보 중에서 자차량의 감속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정함으로써 불필요한 차량이 오감지되는 현상을 방지할 수 있도록 한 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자차량의 전방에 위치하는 전방차량과 적정거리를 유지하도록 상기 자차량의 거동을 제어하는 적응 순항 제어 장치로서, 상기 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 측정하는 감지부로부터 수신된 전방차량의 정보를 이용하여 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보를 결정하고, 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 자차량의 감속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 전자제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치가 제공된다.

Description

감지 거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법{ADAPTIVE CRUISE CONTROL APPARATUS OF VEHICLE WITH SENSING DISTANCE REGULATION FUNCTION AND METHOD FOR THEREOF}
본 발명은 감지 거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 전방 차량 중 자차선 영역의 차량을 정확히 타겟 차량으로 선정함으로써 타겟 차량과의 적절한 거리를 유지하고 편안한 주행을 제공할 수 있는 감지 거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
적응 순항 제어 장치(ACC : Adaptive Cruise Control)는 운전자가 설정한 속도로 자동 운행하되 차량 전방에 장착된 레이다 센서를 통해 차간거리를 실시간 측정해 적정 차간 거리를 유지하는 것으로, 운전자가 반복적으로 가속 페달과 브레이크 페달을 조작하지 않고도 선행 차량과의 안전거리를 유지해 차량의 안전 운행을 도와주는 시스템이다.
이와 같은 적응 순항 제어 장치 대한민국 공개특허 제2011-60244호(공개일: 2011.06.08., 발명의 명칭: 적응형 순항 제어 시스템 및 제어 방법), 대한민국 공개특허 제2012-13951호(공개일: 2012.12.27., 발명의 명칭: 지능형 순항 제어 시스템 및 이 시스템을 이용한 차간거리 제어 방법) 등 다수가 출원되어 있는 상태이다.
상기 특허를 포함하는 적응 순항 제어 장치는 앞서가는 차량이 없을 때는 설정된 속도로 정속 주행하다가 선행차량이 발견되면 그 차량과 일정한 거리를 유지하기 위해 가속 또는 감속 주행을 한다. 이때 감지거리는 최대거리가 150m 안팍으로, 자차량의 속도에 따라 선형적으로 감지거리를 조정하여 불필요한 영역에서의 타겟 감지를 제한한다.
그러나, 레이다만을 이용하는 적응 순항 제어 장치는 자차 진행 경로를 현재의 진행 방향을 기준으로 계산하기 때문에 원거리 영역 및 곡률이 변화하는 도로에서 신뢰도가 떨어지게 되어 옆차선 차량을 오감지하거나, 자차선 차량을 감지-미감지-감지하는 상황이 빈번하게 발생한다.
[문헌 1] 대한민국 공개특허 제2011-60244호(공개일: 2011.06.08.) "적응형 순항 제어 시스템 및 제어 방법" [문헌 2] 대한민국 공개특허 제2012-13951호(공개일: 2012.12.27.) "지능형 순항 제어 시스템 및 이 시스템을 이용한 차간거리 제어 방법"
본 발명의 목적은, 자차량과 적정거리를 유지하기 위한 타겟차량을 선정할때 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보 중에서 자차량의 감속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정함으로써 불필요한 차량이 오감지되는 현상을 방지할 수 있도록 한 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자차량의 전방에 위치하는 전방차량과 적정거리를 유지하도록 상기 자차량의 거동을 제어하는 적응 순항 제어 장치로서, 상기 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 측정하는 감지부로부터 수신된 전방차량의 정보를 이용하여 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보를 결정하고, 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 자차량의 감속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 전자제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치가 제공된다.
상기 전자제어유닛은 상기 감지부로부터 측정된 전방차량의 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신된 전방차량의 정보에 포함된 전방차량별 자차량과의 차간거리를 이용하여 미리 설정된 최대감지거리내에 있는 타겟차량후보를 결정하고 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 최소확보거리보다 작은 거리에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 타겟차량 선정부; 및 상기 선정된 타겟차량과 상기 적정거리를 유지하도록 상기 자차량의 감속제어를 수행하는 차량거동 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 타겟차량 선정부는 상기 최소확보거리 보다 먼 거리에 타겟차량후보가 존재하면 상기 자차량의 감속도와 상기 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 것이 바람직하다.
상기 최대감지거리는 상기 자차량의 속도에 비례하게 설정되는 것이 바람직하다.
상기 최소확보거리는 상기 자차량의 속도에 비례하게 설정되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자차량에 설치되어 상기 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 전방차량의 정보를 근거로 하여 미리 설정된 최대감지거리내에 있는 타겟차량후보를 결정하는 단계; 상기 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리내에 타겟차량후보가 있으면 상기 자차량의 감속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 감속요구거리 밖에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 적응 순항 제어 장치의 제어 방법은 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 최소확보거리보다 작은 거리에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 계산하는 단계는 상기 자차량의 감속도와 상기 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 자차량과 적정거리를 유지하기 위한 타겟차량을 선정할때 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보 중에서 자차량의 목표감속도와 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정함으로써 불필요한 차량이 오감지되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 최대감지거리를 자차량 속도에 비례하도록 설정함에 따라 최대감지거리보다 멀리 있는 전방차량을 타겟차량후보에서 제외시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 전자제어유닛을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 자차속도별로 설정된 최대감지거리와 최소확보거리를 나타낸 그래프, 그리고
도 5는 상대속도에 따른 감속요구거리를 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치를 설명하기 위한 도면을 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 전자제어유닛을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치는 자차량에 설치되어 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 측정하는 감지부(10)로부터 측정된 전방차량의 정보 중에서 타겟으로 선정된 타겟차량과 미리 설정된 적정거리를 유지하도록 자차량의 가감속 제어를 수행하는 전자제어유닛(20)을 포함한다.
감지부(10)는 레이더(ladar) 센서로, 자차량의 전방에 위치하는 전방차량을 감지한다. 감지부(10)는 감지한 결과를 이용하여 자차량과 전방차량간의 차간거리 및 전방 차량에 대한 자차의 상대속도를 측정한다. 감지부(10)는 레이더 센서외에도, 휠 센서, 조향각 센서, 요레이트 센서 등을 더 포함할 수 있다.
전자제어유닛(20)은 적응 순항 제어 장치의 작동 여부의 설정, 적응 순항 제어시 차간거리의 설정 등을 위한 운전자 명령을 입력하는 운전자 인터페이스(미도시)와 연결되어 있다. 운전자 인터페이스는 차량의 조작 패널에 마련된 버튼 등의 입력장치를 포함한다.
전자제어유닛(20)은 감지부(10)에 의해 측정된 전방차량의 정보, 더 자세하게는 전방차량의 정보 중에서도 전방차량별 차간거리를 이용하여 미리 설정된 최소확보거리보다 작은 거리에 위치하는 전방차량을 타겟차량으로 선정하고 선정된 타겟차량과 적정거리를 유지하도록 자차량의 거동을 제어한다.
특히 전자제어유닛(20)은 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보 중에서 미리 설정된 최대감지거리내에 위치하는 전방차량을 타겟차량후보로 결정하고 결정된 타겟차량후보 중에서 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리보다 작은 거리에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하고, 최소확보거리내 밖에 있는 경우 감속요구거리를 계산하여 계산된 감속요구거리내에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정한다. 최대감지거리와 최소확보거리내에 타겟차량후보가 위치하는 경우는 근거리의 차량임에도 타겟차량이 자차량으로부터 멀어지고 있거나 자차량과 유사한 속도로 주행중인 경우가 해당된다.
또한 전자제어유닛(20)은 타겟차량과의 적정거리를 유지하기 위하여 가속요구토크가 생성된 경우 생성된 가속요구토크를 엔진출력조절부(30)에 제공한다. 엔진출력조절부(30)는 가속요구토크에 상응하게 생성된 엔진토크에 따라 연료 공급량을 결정하는 쓰로틀 밸브를 구동하여 엔진 출력을 조절한다.
또한 전자제어유닛(20)은 감속제어가 필요한 경우 감속요구토크를 제동력 조절부(40)에 제공한다. 제동력 조절부(40)는 감속요구토크에 상응하게 생성된 제동토크에 따라 휠에 가해지는 제동력을 조절한다.
도 2를 참조하여 더 설명하면 전자제어유닛(20)은 수신부(21), 타겟차량 선정부(22), 차량거동 제어부(23) 및 저장부(24) 등을 포함하여 구성된다.
수신부(21)는 감지부(10)로부터 측정된 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 수신한다. 전방차량의 정보에는 전방차량과 자차량과의 차간거리, 자차량의 상대속도 등을 포함한다.
타겟차량 선정부(22)는 수신부(21)에 의해 수신된 전방차량의 정보 중 차간거리를 이용하여 자차량의 속도에 비례하게 설정된 최대감지거리를 추출하고 추출된 최대감지거리내에 있는 전방차량을 타겟차량후보로 결정한다. 이때 최대감지거리내에 있는 전방차량의 정보는 타겟차량후보이지만, 최대감지거리를 벗어난 전방차량의 정보는 타겟차량후보에서 제외된다. 저장부(24)에는 자차량의 속도에 비례하게 최대감지거리가 저장되어 있다.
타겟차량 선정부(22)는 결정된 타겟차량후보 중에서 미리 설정된 최소확보거리, 즉 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리보다 작은 거리에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정한다.
타겟차량 선정부(22)는 상술된 최소확보거리 밖에 타겟차량후보가 존재하는 경우, 자차량의 감속도와 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하고 계산된 감속요구거리내에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정한다. 감속요구거리 내에 타겟차량후보가 없는 경우는 자차량의 전방에 위치한 타겟차량이 없는 것으로 판단한다.
차량거동 제어부(23)는 타겟차량 선정부(22)에 의해 선정된 타겟차량과 적정거리를 유지하도록 차량의 거동을 제어한다. 저장부(24)에는 자차량의 감속도에 비례하게 설정될 수 있도록 감속도별로 최소확보거리를 저장하고 있다.
도 4의 그래프에서 보는 바와 같이, (a)는 자차량의 속도별로 최대감지거리를 나타내는 그래프이고, (b)는 자차량의 속도별로 최소확보거리를 나타내는 그래프이며, (a)와 (b) 사이의 빗금친 영역은 감속요구거리, 즉 조정영역을 나타내고 있다. 조정영역내에서 제동이 이루어지는 경우 부드러운 제동이 가능하도록 경험에 의해 자차량의 속도에 따른 최소확보거리가 설정될 수 있다.
도 4에서 (a)는 자차량의 감속도가 0.5m/s2일 경우에 타겟차량과 자차랑과의 상대속도에 따른 감속요구거리를 나타낸 것이고, (b)는 자차량의 감속도가 1m/s2일 경우에 타겟차량과 자차랑과의 상대속도에 따른 감속요구거리를 나타낸 것이고, (c)는 자차량의 감속도가 1.5m/s2일 경우에 타겟차량과 자차랑과의 상대속도에 따른 감속요구거리를 나타낸 것이며, (d)는 자차량의 감속도가 2m/s2일 경우에 타겟차량과 자차랑과의 상대속도에 따른 감속요구거리를 나타낸 것이다.
감속요구거리(
Figure pat00001
)는 하기의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00002
여기서,
Figure pat00003
는 자차량의 목표감속도,
Figure pat00004
는 타겟차량의 상대속도이다. 타겟차량의 상대속도는 감지부(10)로부터 수신된 값이고, 자차량의 목표감속도는 설정된 값이다. 타겟차량후보는 복수개일 수 있다.
차량거동 제어부(23)는 선정된 타겟차량과 적정거리를 유지하도록 엔진출력 조절부(30) 또는 제동력 조절부(40)에 관련제어신호를 제공하여 차량의 거동을 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감지거리 조정 기능을 갖는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면 전자제어유닛(20)은 감지부(10)로부터 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 수신한다(S11). 전방차량의 정보에는 자차량과의 차간거리가 포함되어 있다.
전자제어유닛(20)은 수신된 전방차량의 정보 중 자차량의 속도에 비례하게 설정된 최대감지거리내에 있는 타겟차량후보를 결정한다(S13). 즉, 전자제어유닛(20)은 전방차량과 자차량간의 차간거리가 최대감지거리내에 있는 전방차량들은 타겟차량후보로 결정한다.
전자제어유닛(20)은 결정된 타겟차량후보 중에서 타겟차량을 선정하기 위하여 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리에 자차량의 감속도에 비례하여 최소확보거리를 설정한다(S15)
전자제어유닛(20)은 결정된 타겟차량후보 중에서 상술된 S15단계에서 설정된 최소확보거리내에 타겟차량후보가 있는지 여부를 판단한다(S17).
상기 S17 단계의 판단결과 최소확보거리 밖에 타겟차량후보가 있는 경우, 즉 자차량과 최소확보거리보다 작은 거리에 타겟차량후보가 있는 경우 전자제어유닛(20)은 해당 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하고 선정된 타겟차량과 적정거리를 유지하도록 차량의 거동을 제어한다(S19).
상기 S17 단계의 판단결과 최소확보거리 밖에 타겟차량후보가 없는 경우, 즉 최대감지거리와 최소확보거리사이에 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하기 위하여 전자제어유닛(20)은 자차량의 감속도와 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산한다(S18). 감속요구거리는 상술된 수학식 1을 통하여 계산될 수 있다.
전자제어유닛(20)은 타겟차량후보가 계산된 감속요구거리 내에 있는지 여부를 판단한다(S20).
상기 S20 단계의 판단결과 타겟차량후보가 계산된 감속요구거리 내에 있는 경우 전자제어유닛(20)은 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하고(S22), 상술된 S19 단계로 프로세스를 이동한다.
상기 S20 단계의 판단결과 타겟차량후보가 계산된 감속요구거리내에 없는 경우 전자제어유닛(20)은 자차량의 전방에 위치하는 전방차량이 없는 것으로 간주하고 정속주행되도록 차량의 거동을 제어한다(S23).
이렇게 함으로써 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리와 최대감지거리사이에 위치하는 타겟차량후보에 대하여도 타겟차량으로 정확하게 선정할 수 있음에 다라 불필요한 차량이 오감지되는 현상을 방지할 수 있으면서도 자차선의 전방차량이 타겟차량이 되어 제어 이질감 없이 운전자에게 편안한 주행을 제공할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 감지부 20 : 전자제어유닛
21 : 수신부 22 : 타겟차량 선정부
23 : 차량거동 제어부 24 : 저장부
30 : 엔진출력 조절부 40 : 제동력 조절부

Claims (8)

  1. 자차량의 전방에 위치하는 전방차량과 적정거리를 유지하도록 상기 자차량의 거동을 제어하는 적응 순항 제어 장치로서,
    상기 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 측정하는 감지부로부터 수신된 전방차량의 정보를 이용하여 미리 설정된 최대감지거리와 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 사이에 위치하는 타겟차량후보를 결정하고, 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 자차량의 감속도를 이용하여 계산된 감속요구거리내에 위치하는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 전자제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자제어유닛은
    상기 감지부로부터 측정된 전방차량의 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 전방차량의 정보에 포함된 전방차량별 자차량과의 차간거리를 이용하여 미리 설정된 최대감지거리내에 있는 타겟차량후보를 결정하고 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 최소확보거리보다 작은 거리에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 타겟차량 선정부; 및
    상기 선정된 타겟차량과 상기 적정거리를 유지하도록 상기 자차량의 감속제어를 수행하는 차량거동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 타겟차량 선정부는
    상기 최소확보거리 보다 먼 거리에 타겟차량후보가 존재하면 상기 자차량의 감속도와 상기 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 최대감지거리는 상기 자차량의 속도에 비례하게 설정되는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 최소확보거리는 상기 자차량의 속도에 비례하게 설정되는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치.
  6. 자차량에 설치되어 상기 자차량의 전방에 위치하는 전방차량의 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 전방차량의 정보를 근거로 하여 미리 설정된 최대감지거리 내에 있는 타겟차량후보를 결정하는 단계;
    상기 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 자차량의 속도별로 설정된 최소확보거리 밖에 타겟차량후보가 있으면 상기 자차량의 감속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 감속요구거리내에 있는 타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 결정하는 단계 이후에,
    상기 결정된 타겟차량후보 중에서 상기 최소확보거리보다 작은 거리에 있는타겟차량후보를 타겟차량으로 선정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 계산하는 단계는
    상기 자차량의 감속도와 상기 타겟차량후보의 상대속도를 이용하여 감속요구거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 적응 순항 제어 장치의 제어 방법.
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