KR20170118490A - 군집주행 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 군집주행 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 군집주행시 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여 자차의 제동 토크를 보상함으로써, 군집주행시 선행차량과의 추돌을 방지하는 군집주행 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 군집주행 제어 장치에 있어서, 선행차량으로부터 주행정보를 수신하는 V2V 통신부; 상기 V2V 통신부를 통해 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출하는 제어부; 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여, 제어부에 의해 산출된 제동 토크를 보상하는 제동토크 보상부; 및 상기 제동토크 보상부에 의해 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 제동 구동부를 포함한다.

Description

군집주행 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING GROUP DRIVING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 군집주행 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여 자차의 제동 토크를 보상함으로써, 군집주행시 선행차량과의 추돌을 방지하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 여러 대의 차량이 동시에 하나의 목적지로 주행하는 상황에서, 대다수의 운전자가 목적지까지의 도로를 모르고 한 명이 도로를 아는 경우, 추가로 샛길 등을 통한 지름길을 알고 있는 사람이 있어 목적지까지의 여러 경로 중에서 특정 경로를 이용하여 이동하고자 하는 경우, 특정 목적지 없이 좋은 장소를 찾아 이동하는 경우, 목적지로의 이동 중에 휴게소 등 미정의 경유지를 거치게 되는 경우에 동행 차량과의 헤어짐을 방지하기 위하여 군집주행을 하게 된다.

이러한 군집주행은 여러 대의 차량이 최소한의 안전거리를 유지한 채 함께 움직이도록 하는 것으로서, 이러한 군집주행을 하게 되면 뒤따르는 차량의 공기 저항을 줄여 연비를 향상시키고, 사고의 위험을 감소시키며, 각 차량의 운전자에 대한 편의성을 향상시킬 뿐만 아니라, 차량 간 간격을 줄여주기 때문에 도로를 이용하는 차량의 수를 3 ~ 5배 증대시킬 수 있게 하는 장점이 있다.

이를 위해, 선행차량은 후속차량에 각종 주행정보를 전송하여 선행차량의 주행상황에 따라 후속차량이 즉각적으로 반응할 수 있도록 한다.

종래의 군집주행 제어 장치는 선행차량의 통신주기(보통 50ms ~ 100ms)를 고려하지 않고 제동 토크를 산출하기 때문에 자차에 제동력이 가해지는 시간이 지연되어 선행차량과의 추돌을 유발하는 문제점이 있다.

특히, 종래의 군집주행 제어 장치는 최대 200ms가 소요되는 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간을 고려하지 않고 제동 토크를 산출하기 때문에 자차에 제동력이 가해지는 시간이 지연되어 선행차량과의 추돌을 유발하는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제2006-0053649호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 군집주행시 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여 자차의 제동 토크를 보상함으로써, 군집주행시 선행차량과의 추돌을 방지하는 군집주행 제어 장치 및 그 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 실시예에 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 장치는, 군집주행 제어 장치에 있어서, 선행차량으로부터 주행정보를 수신하는 V2V 통신부; 상기 V2V 통신부를 통해 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출하는 제어부; 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여, 제어부에 의해 산출된 제동 토크를 보상하는 제동토크 보상부; 및 상기 제동토크 보상부에 의해 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 제동 구동부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 군집주행 제어 방법에 있어서, V2V 통신부가 선행차량으로부터 주행정보를 수신하는 단계; 제어부가 상기 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출하는 단계; 제동토크 보상부가 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 고려하여, 상기 산출된 제동 토크를 보상하는 단계; 및 제동 구동부가 상기 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 군집주행시 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여 자차의 제동 토크를 보상함으로써, 군집주행시 선행차량과의 추돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 군집주행 환경에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 군집주행 제어 장치의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 군집주행 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 군집주행 환경에 대한 일예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 군집주행 환경은 선행차량(Leading Vehicle, LV)의 뒤를 FV(Following Vehicle)이 추종하는 경우로서, 이하 FV에 실장된 군집주행 제어 장치를 주체로 설명하기로 한다.

LV와 FV는 V2V 통신을 통해 각종 주행정보를 주고받는다. 특히, LV는 주행정보로서 제동정보, 속도정보, 조향정보 등을 FV로 전송하고, FV는 LV로부터 전송받은 주행정보를 기반으로 제동 토크를 산출한다. 여기서, 제동 토크를 산출하는 방식은 주지 관용의 기술로서 다양한 방식이 적용될 수 있기 때문에 어느 하나의 방식에 의해 한정되지 않는다.

도 2 는 본 발명에 따른 군집주행 제어 장치의 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 군집주행 제어 장치는, V2V 통신부(10), 제어부(20), 제동토크 보상부(30), 제동 구동부(40)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 V2V 통신부(10)는 선행차량과의 통신 인터페이스를 제공한다. 특히, V2V 통신부(10)는 선행차량으로부터 주행정보를 수신한다.

다음으로, 제어부(20)는 V2V 통신부(10)를 통해 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출한다. 이때, 제어부(20)는 제동 토크를 직접 산출하지 않고 차량 내 제어기(ECU)로부터 제동 토크를 제동받을 수도 있다.

또한, 제어부(20)는 임계시간이 초과하면 제동토크 보상부(30)를 거치지 않고 직접 제동 구동부(40)를 제어한다. 즉, 제어부(20)는 임계시간이 초과하면 자신이 산출한 제동 토크에 따라 제동이 이루어지도록 제동 구동부(40)를 제어한다. 이는 자차에 과도한 제동력이 계속해서 가해져 선행차량과의 이격거리를 과도하게 늘이는 문제, 과도한 제동력으로 인해 운전자에게 불쾌감을 주는 문제, 과도한 제동력으로 인해 연비를 낮추는 문제 등을 해소하기 위한 방안이다.

결국, 제어부(20)는 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간으로 인해 발생하는 제동거리의 한계를 극복하기 위해 초기 제동력을 높게 설정한 후 점차 원래 제동력으로 낮춘다. 물론 이는 제동력에 의해 제동거리를 감소시킬 수 있는 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하며, 제동력이 한계를 초과하여 차륜이 미끄러지는 상황에는 이르지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 제동토크 보상부(30)는 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여 제어부(20)에 의해 산출된 제동 토크를 보상한다. 이때, 선행차량의 통신주기는 메모리(미도시)에 사전에 저장되어 있는 정보이고, 제동 토크 연산시간은 소프트웨어 또는 하드웨어의 성능에 따라 시간 차가 있기 때문에 사전에 그 성능을 미리 파악한 후 적정 지연시간을 설정하는 것이 바람직하다. 아울러, 제동 반응시간 역시 차량마다 그 특성이 조금씩 상이한 바 사전에 미리 체크하여 반응시간을 설정한다.

결국, 제동토크 보상부(30)는 메모리에 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 저장하고 있고, 이와 함께 자차의 속도 및 중량을 고려하여 제동 토크를 보상한다.

일례로, 제동 토크의 보상은 하기의 [수학식 1]에 기초하여 수행될 수 있다.

[수학식 1]

T = T₁ + P

여기서, T는 보상된 제동 토크를 의미하고, T₁은 제어부(20)에 의해 산출된 제동 토크를 의미하며, P는 보상 값으로서 자차의 속도에 가중치(k)를 곱하여 산출한다. 이때, k는 '0 < k < 1'을 만족한다.

다음으로, 제동 구동부(30)는 제동토크 보상부(30)에 의해 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동한다. 즉, 브레이크를 구동시킨다.

또한, 제동 구동부(30)는 제어부(20)의 직접 제어하에 차량을 제동시킬 수도 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 군집주행 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, V2V 통신부(10)가 선행차량으로부터 주행정보를 수신한다(301).

이후, 제어부(20)가 V2V 통신부(10)에 의해 수신된 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출한다(302).

이후, 제동토크 보상부(30)가 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 고려하여, 제어부(20)에 의해 산출된 제동 토크를 보상한다(303).

이후, 제동 구동부(40)가 제동토크 보상부(30)에 의해 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동한다(304).

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : V2V 통신부
20 : 제어부
30 : 제동토크 보상부
40 : 제동 구동부

Claims (6)

1. 선행차량으로부터 주행정보를 수신하는 V2V 통신부;
   상기 V2V 통신부를 통해 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출하는 제어부;
   선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 모두 고려하여, 제어부에 의해 산출된 제동 토크를 보상하는 제동토크 보상부; 및
   상기 제동토크 보상부에 의해 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 제동 구동부
   를 포함하는 군집주행 제어 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 보상된 제동 토크에 기초하여 차량의 제동이 이루어진 후 임계시간이 초과하면, 보상 전 제동 토크에 기초하여 제동이 이루어지도록 상기 제동 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제동토크 보상부는,
   자차의 속도 및 자차의 중량을 더 고려하여 제동 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어 장치.
   
4. V2V 통신부가 선행차량으로부터 주행정보를 수신하는 단계;
   제어부가 상기 수신한 주행정보에 기초하여 제동 토크를 산출하는 단계;
   제동토크 보상부가 선행차량의 통신주기와 자차의 제동 토크 연산시간 및 제동 반응시간에 따른 지연시간을 고려하여, 상기 산출된 제동 토크를 보상하는 단계; 및
   제동 구동부가 상기 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 단계
   를 포함하는 군집주행 제어 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 보상된 제동 토크에 기초하여 차량을 제동한 후 임계시간이 초과하면 보상 전 제동 토크에 기초하여 차량을 제동하는 단계
   를 더 포함하는 군집주행 제어 방법.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 보상 단계는,
   자차의 속도 및 자차의 중량을 더 고려하여 제동 토크를 보상하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어 방법.

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