KR20150118370A - Ｌｋａｓ와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크를 반영한 요구가속도 및 요구가속도 변화량와 전방차량과의 적정유지를 위해 계산된 요구가속도를 기반으로 결정된 최종요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어함으로써, 운전자의 위화감을 줄여 편안한 운전을 제공할 수 있는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전방에서 주행하는 선행차량을 탐지하고 차간거리를 측정하는 레이더와, 상기 레이더에 의해 측정된 차간거리에 근거하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 적응 순항 제어 시스템에 있어서, 상기 전자제어유닛은 차선의 이탈을 방지하는 LKAS로부터 수신된 보조 조향토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하고 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과 상기 계산된 요구가속도를 이용하여 결정된 최종요구가속도에 기반하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템이 제공된다.

Description

ＬＫＡＳ와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법{ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM INTERLOCKING WITH LKAS AND METHOD FOR CONTROLLING CONSTANT SPEED OF THE SAME}
본 발명은 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크를 반영한 요구가속도 및 요구가속도 변화량와 전방차량과의 적정유지를 위해 계산된 요구가속도를 기반으로 결정된 최종요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어함으로써, 운전자의 위화감을 줄여 편안한 운전을 제공할 수 있는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법에 관한 것이다.
카메라의 차선 정보를 활용한 주행 중 차선 이탈시, 보조 조향력을 발생시켜 운전의 편의를 돕는 차선 유지 지원 시스템(LKAS : Lane Keeping Assist System, 이하, 'LKAS'라 한다)과, 레이더나 카메라와 같은 전방감지센서를 통해 전방에 있는 물체를 감지하여 엔진과 브레이크를 자동으로 제어함으로써 차량 속도와 차간 거리를 자동으로 유지시켜 운전자의 편의를 돕는 적응 순항 제어(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템(이하, 'ACC 시스템'이라 한다.)이 동시에 장착되는 차량이 많아지고 있다.
상술된 LKAS는 대한민국 등록특허 제1039722호 등 다수가 출원되어 있고, ACC 시스템은 대한민국 공개특허 제2012-82602호 등 다수가 출원되어 있는 상태이다.
그러나, LKAS와 ACC 시스템은 서로 연동되지 않고 동시에 운용되는 경우에 두 시스템의 제어가 상황에 따라 유기적으로 동작하지 않기 때문에 운전자에게 심한 위화감을 주는 경우가 있다.
대표적으로 차선의 이탈 직전 LKAS가 개입하여 보조 조향 토크를 제공하는 경우 앞차량이 차선을 변경하여 전방에서 사라지거나 앞차량이 가속하는 경우 ACC 시스템 또한 자동 가속하게 되는 경우이다. 이때 운전자는 의식하지 않은 상황에서 종방향과 횡방향 힘을 동시에 느끼게 됨으로써 불안함을 느끼게 되고, 옆차선으로 가까이 붙은 상황에서 가속을 하게 되므로 옆차선 차량에 대한 충돌 위험까지 동시에 느끼게 되는 문제점이 있다.
이에 따라 차선 이탈시 LKAS의 보조 조향 토크가 발생되고 ACC 시스템의 자동 가속이 동시에 발생하는 상황에서 운전자가 느낄 수 있는 위화감을 방지할 수 있도록 가감속 제어를 제한할 수 있는 개선된 ACC 시스템이 필요한 실정이다.
[문헌1] 대한민국 등록특허 제1039722호(2011.03.01) "차선유지 보조시스템" [문헌2] 대한민국 공개특허 제2012-82602호(2012.07.24) "적응형 크루즈 컨트롤 시스템 및 그 제어 방법"
본 발명의 목적은, LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크를 반영한 요구가속도 및 요구가속도 변화량와 전방차량과의 적정유지를 위해 계산된 요구가속도를 기반으로 결정된 최종요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어함으로써, 운전자의 위화감을 줄여 편안한 운전을 제공할 수 있는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템 및 그의 정속 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전방에서 주행하는 선행차량을 탐지하고 차간거리를 측정하는 레이더와, 상기 레이더에 의해 측정된 차간거리에 근거하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 적응 순항 제어 시스템에 있어서, 상기 전자제어유닛은 차선의 이탈을 방지하는 LKAS로부터 수신된 보조 조향토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하고 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과 상기 계산된 요구가속도를 이용하여 결정된 최종요구가속도에 기반하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템이 제공된다.
상기 전자제어유닛은 상기 LKAS로부터 발생된 보조 조향 토크를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하는 계산부; 상기 선행차량과 적겅거리를 유지하고 운전자의 목표속도가 반영되어 계산된 상기 요구가속도, 상기 계산부에 의해 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 이용하여 최종요구가속도를 결정하는 결정부; 및 상기 결정부에 의해 결정된 최종요구가속도에 따른 최종 요구가속도를 출력하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 가감속 제어 수행부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전방에서 주행하는 선행차량을 탐지하고 차간거리를 측정하는 레이더와, 상기 레이더에 의해 측정된 차간거리에 근거하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법으로서, 상기 LKAS로부터 발생된 보조 조향 토크를 수신하는 단계; 상기 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과 상기 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도를 이용하여 결정된 최종요구가속도에 기반하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법이 제공된다.
상기 가감속을 제어하는 단계는 상기 선행차량과 적겅거리를 유지하고 운전자의 목표속도가 반영되어 계산된 상기 요구가속도, 상기 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 이용하여 최종요구가속도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 최종요구가속도에 따른 최종 요구가속도를 출력하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크를 반영한 요구가속도 및 요구가속도 변화량와 전방차량과의 적정유지를 위해 계산된 요구가속도를 기반으로 결정된 최종요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어함으로써, 운전자의 위화감을 줄여 편안한 운전을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 적응 순항 제어 시스템의 전자제어유닛을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도를 나타낸 그래프, 그리고,
도 5는 LKAS로부터 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 변화량을 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 적응 순항 제어 시스템의 전자제어유닛을 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템은 전방에 위치하는 선행차량을 감지하기 위한 레이더(10)와, 주행중인 자차선의 이탈을 방지하기 위한 LKAS(20)와, LKAS(20)로부터 수신된 보조 조향 토크를 반영하여 레이더(10)로부터 감지된 선행차량과 적정거리를 유지하면서 차량의 가감속을 제어하기 위한 전자제어유닛(31)을 포함한다. 여기서는 전자제어유닛(31)이 ESC(Electronic Stability Control(30)인 제동제어장치에 구비되는 것으로 설명하고 있지만, EMS(Engine Management System)(40)인 엔진제어장치에 구비될 수도 있다. EMS(40)에 구비되는 경우 EMS(40)는 레이더(10)와 전기적으로 연결된 구조를 갖는다.
레이더(10)(radar)는 전방에 위치하는 선행차량의 정보와 자차량의 정보를 측정한다. 또한 레이더(10)는 선행차량의 정보와 자차량의 정보에 기반하여 가속명령 또는 감속명령을 생성하고 생성된 가속명령 또는 감속명령을 ESC(30)에 제공하거나 가속명령을 EMS(40)에 제공하고 감속명령을 ESC(30)에 제공한다.
ESC(30)는 레이다(11)로부터 수신된 감속명령에 따른 감속제어를 수행하고 가속명령인 경우 EMS(40)에 가속명령 또는 감속명령에 따른 엔진요구토크를 생성하여 생성된 엔진요구토크를 제공한다. EMS(40)는 연료의 연소에 의해 발생되는 연소 에너지를 운동에너지로 변환하는 엔진을 제어한다.
특히 ESC(30)는 LKAS(10)로부터 발생된 보조 조향 토크를 레이더(10)를 거쳐 수신한다. 이와 같은 ESC(30)에 구비된 전자제어유닛(31)은 LKAS(20)로부터 수신된 보조 조향 토크를 고려하여 결정된 최종요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어한다.
레이더(10), ESC(30) 및 EMS(40)을 포함하는 ACC 시스템은 요구가속도를 명령으로 출력하면 현재 가속도를 요구가속도에 일치하도록 가속 또는 감속 제어를 수행한다. 요구가속도의 양과 기울기는 가속 또는 감속 제어에 중요한 인자로 사용된다. 부드러운 가속 또는 감속은 가속도의 양과 그 기울기로 조절이 가능하며, 최대요구가속도를 줄이면 차량은 천천히 가속하게 되며, 최대요구가속도의 기울기를 낮추게 되면 운전자는 부드러운 가속감을 느낄 수 있다.
도 2를 참조하면 전자제어유닛(31)은 수신부(311), 계산부(312), 결정부(313), 가감속 제어 수행부(314), 저장부(315) 등을 포함한다.
수신부(311)는 레이더(10)로부터 전방에 위치하는 선행차량정보 및 자차량의 정보를 수신하고, 나아가 가속명령 또는 감속명령을 수신할 수 있다. 또한 수신부(311)는 차량의 속도를 수신할 수 있다. 또한 수신부(311)는 LKAS(10)로부터 발생된 보조 조향 토크를 수신할 수 있다.
계산부(312)는 수신부(311)에 의해 수신된 선행차량정보 및 자차량의 정보에 기반하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위한 요구가속도를 계산한다. 이때 요구가속도는 운전자의 목표속도를 반영하여 계산된다.
또한 계산부(312)는 수신부(311)에 의해 수신된 조향 보조 토크량에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산한다.
결정부(313)는 계산부(312)에 의해 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량, 운전자 목표속도가 반영되어 계산된 요구가속도를 이용하여 최종요구가속도를 결정한다. 이때 최종요구가속도는 다음의 수식을 통하여 결정될 수 있다.
최종요구가속도 = min(최대요구가속도, 요구가속도, 요구가속도(t-1)+최대요구가속도 변화량*dt)
가감속 제어 수행부(314)는 결정부(313)에 의해 결정된 최종요구가속도를 EMS(40)에 출력하여 선행차량과 적정거리를 유지하도록 차량의 가감속을 제어한다. 여기서는 최종요구속도가 양의 값을 갖는 것으로 간주하여 EMS(40)로 출력한다.
특히 가감속 제어 수행부(314)는 최종요구가속도가 양의 값인 경우 최종요구가속도에 상응하게 생성된 엔진토크에 따라 엔진 출력을 조절하고, 음의 값인 경우 최종요구가속도에 상응하게 생성된 제동토크에 따라 휠에 가해지는 제동력을 조절한다.
저장부(315)는 운전자에 의해 설정된 적정거리, 목표속도 등이 저장될 수 있다. 나아가, 저장부(315)는 차량의 속도별로 가변되는 목표속도를 저장할 수 있다.
LKAS(20)는 차선을 인식하여 인식된 차선의 이탈을 방지하도록 보조 조향 토크를 연산하고 연산된 보조 조향 토크를 EPS(Electric Power Steering)(50)인 조향제어장치에 제공한다. 특히 LKAS(20)는 보조 조향 토크를 명령으로 출력하고 실제 조향장치의 토크가 일치하도록 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면 전자제어유닛(31)은 LKAS(10)로부터 발생된 보조 조향 토크를 레이더(10)를 거쳐 수신한다(S11).
전자제어유닛(31)은 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산한다(S13). 도 4는 보조 조향 토크(TqLKAS)에 따라 가변하는 최대요구가속도를 도시한 그래프이고, 도 5는 보조 조향 토크(TqLKAS)에 따라 가변하는 최대요구가속도 변화량을 도시한 그래프이다. 도 4 및 도 5에 도시된 그래프에서 보듯이 보조 조향 토크에 따른 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량이 정해질 수 있다.
전자제어유닛(31)은 보조 조향 토크를 반영한 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과, 전방에 위치하는 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도, 즉 전방차량의 거리, 속도 및 가속도를 이용하여 계산된 요구가속도를 이용하여 최종요구가속도를 결정한다(S15).
전자제어유닛(31)은 결정된 최종요구가속도를 출력하여 최종요구가속도에 따른 가감속 제어를 수행한다(S17). 전자제어유닛(31)은 최종요구가속도가 음의 값인 경우 감속제어를 수행하고, 최종요구가속도가 양의 값인 경우 감속제어를 수행한다. 이에 따라 전자제어유닛(31)은 선행차량과 적정거리를 유지하면서 정속 주행되도록 제어할 수 있다.
이렇게 함으로써 LKAS와 ACC 시스템이 동시에 작동하더라도 LKAS로부터 발생된 보조 조향 토크를 반영하여 최종요구가속도를 결정함으로써 운전자가 느끼는 위화감을 줄일 수 있고, 부드러운 가속감을 느낄 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 : 레이더 20 : LKAS
30 : ESC 31 : 전자제어유닛
311 : 수신부 312 : 계산부
313 : 결정부 314 : 가감속 제어 수행부
315 : 저장부 40 : EMS
50 : EPS

Claims (4)

  1. 전방에서 주행하는 선행차량을 탐지하고 차간거리를 측정하는 레이더와, 상기 레이더에 의해 측정된 차간거리에 근거하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 적응 순항 제어 시스템에 있어서,
    상기 전자제어유닛은 차선의 이탈을 방지하는 LKAS로부터 수신된 보조 조향토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하고 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과 상기 계산된 요구가속도를 이용하여 결정된 최종요구가속도에 기반하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자제어유닛은
    상기 LKAS로부터 발생된 보조 조향 토크를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 의해 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하는 계산부;
    상기 선행차량과 적겅거리를 유지하고 운전자의 목표속도가 반영되어 계산된 상기 요구가속도, 상기 계산부에 의해 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 이용하여 최종요구가속도를 결정하는 결정부; 및
    상기 결정부에 의해 결정된 최종요구가속도에 따른 최종 요구가속도를 출력하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 가감속 제어 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템.
  3. 전방에서 주행하는 선행차량을 탐지하고 차간거리를 측정하는 레이더와, 상기 레이더에 의해 측정된 차간거리에 근거하여 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도에 따라 차량의 가감속을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법으로서,
    상기 LKAS로부터 발생된 보조 조향 토크를 수신하는 단계;
    상기 수신된 보조 조향 토크에 따라 가변하는 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량과 상기 선행차량과 적정거리를 유지하기 위해 계산된 요구가속도를 이용하여 결정된 최종요구가속도에 기반하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가감속을 제어하는 단계는
    상기 선행차량과 적겅거리를 유지하고 운전자의 목표속도가 반영되어 계산된 상기 요구가속도, 상기 계산된 최대요구가속도 및 최대요구가속도 변화량을 이용하여 최종요구가속도를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 최종요구가속도에 따른 최종 요구가속도를 출력하여 상기 차량의 가감속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LKAS와 연동하는 적응 순항 제어 시스템의 정속 제어 방법.
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