KR20190035028A - 협력 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

협력 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190035028A
KR20190035028A KR1020170123763A KR20170123763A KR20190035028A KR 20190035028 A KR20190035028 A KR 20190035028A KR 1020170123763 A KR1020170123763 A KR 1020170123763A KR 20170123763 A KR20170123763 A KR 20170123763A KR 20190035028 A KR20190035028 A KR 20190035028A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
cooperative
headway time
speed
leader
Prior art date
Application number
KR1020170123763A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102278393B1 (ko
Inventor
박만복
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020170123763A priority Critical patent/KR102278393B1/ko
Priority to US16/137,185 priority patent/US10832580B2/en
Publication of KR20190035028A publication Critical patent/KR20190035028A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102278393B1 publication Critical patent/KR102278393B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/0058—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator responsive to externally generated signalling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062—Adapting control system settings
    • B60W2050/0075—Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/65—Data transmitted between vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/08—Predicting or avoiding probable or impending collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/14—Cruise control
    • B60Y2300/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60Y2300/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"

Abstract

본 발명은 협력주행 제어 기술에 관한 것으로, 협력 주행 차량 중 선두 차량을 제외한 후행 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 주행속도보다 일정 범위만큼 크게 설정하고, 팔로우 차량의 이탈 기간 동안 이탈 차량의 직후방 차량의 헤드웨이 시간을 증가시키도록 제어함으로써, 이탈 차량의 신속한 이탈 완료와 그 동안의 차량 충돌 방지를 동시에 달성할 수 있다.

Description

협력 주행 제어 장치 및 방법{COOPERATIVE DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 협력주행 제어 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수 차량이 협력 주행 하는 도중 차량 일부가 이탈하는 경우의 협력 주행 제어 방식에 관한 것이다.
정보 통신 기술(Information & Communication Technology; ICT)이 차량에 접목되면서 차세대 지능형교통체계(C-ITS, Cooperative Intelligent Transportation System)가 연구되고 있다.
이미 교통 선진국에서는 다양한 지능형 교통체계 시범 사업과 서비스들을 선보이고 있는데, 이러한 서비스는 크기 교통 사고와 밀접한 교통 안전 정보를 제공하는 서비스와, 운전자 편의 정보를 제공하는 서비스로 구분된다
한편, 종래에는 고속이동차량을 위해 개발된 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기술을 활용하여 차량과 인프라간의 통신에 국한된 서비스 개발에 치중을 해 왔다. 즉, 교통에 필요한 정보를 도로변에 설치된 기지국(RSU, Road Side Unit)에서 차량(OBU, On Board Unit)으로 방송하거나, 차량에서 인터넷 등의 서비스를 위해 필요한 데이터를 서로 주고받는 방식으로 통신 서비스가 존재한다
하지만, 최근 증가하는 교통량과 고속도로의 이용 효율성을 극대화하기 위해, 다수의 차량들이 근접한 거리를 유지하며 군집으로 주행하는 형태의 차량 군집 주행(Vehicle Platoon Driving) 혹은 차량 협력 주행(Vehicle Cooperative Driving) 기술이 연구 개발되고 있다.
이러한 차량 군집 또는 차량 협력 주행 기술은 리더 차량을 포함하는 다수의 팔로우 차량들 그룹이 차량 사이의 간격 제어를 통하여 연속되는 차량을 가깝게 유지시킨 채로 주행하는 기술이다.
이 때, 차량 간격은 그룹 내 차량들의 움직임 및 잠재적인 이상(異狀) 상황 정보를 차량간 통신을 통하여 교환하고, 이에 따른 제어를 통하여 유지한다.
한편, 이러한 협력 주행을 하는 차량을 협력 주행 그룹으로 표현할 수 있으며, 다른 차량이 리더 차량에 그룹내 합류를 요청함으로써 협력 주행 그룹으로 합류할 수도 있고, 반대로 그룹 내의 팔로우 차량 중 하나가 협력 주행 그룹으로부터 이탈할 수도 있다.
한편, 이러한 협력 주행은 차량의 여러 운전 지원 시스템(Driving Assistance System; DAS) 중에서 일정한 간격으로 전방 차량을 추종할 수 있는 적응 크루즈 제어(Adaptive Cruise Control; ACC) 시스템 또는 스마트 크루즈 제어(Smart Cruise Control; SCC) 시스템과 같은 자동 크루즈 시스템을 기초로 수행된다.
이러한 적응 크루즈 제어(ACC) 시스템 또는 스마트 크루즈 제어(SCC) 시스템은 헤드웨이 시간(Haeadway Time) 또는 설정된 이격 거리를 기반으로 전방 차량을 추종하되, 일정한 속도를 넘지 않아야 하며, 이를 위하여 ACC 또는 SCC에서는 설정 속도(Set Speed) 및 전방 이격 거리를 설정하여야 한다.
즉, 적응 크루즈 제어(ACC) 시스템 또는 스마트 크루즈 제어(SCC) 시스템에서는 차량의 레이더 등의 센서를 이용하여 전방 차량과의 거리 및 전방 챠량과의 상대 속도를 감지한 후에, 전방 차량과의 이격 거리 또는 헤드웨이 시간이 일정하도록 차량의 차속을 제어하게 된다.
전술한 바와 같이, 협력 주행은 ACC 또는 SCC를 기반으로 하기 때문에 협력 주행 그룹에 포함된 모든 차량은 설정 속도(Set Speed) 및 전방 이격 거리를 설정하여야 하며, 통상적으로 전방 이격 거리는 협력 주행 과정에서 리더 차량으로부터의 명령 또는 지시에 의하여 정해질 수 있다.
한편, 협력 주행 과정에서 이탈 차량이 발생하는 경우 이탈 차량의 바로 후방 차량이 이탈 차량의 바로 전방 차량과의 전방 이격 거리를 유지하기 위하여 가속하게 되는데, 이 때 이탈차량이 협력 주행 그룹으로부터 완전히 이탈하지 않았을 경우 이탈 차량의 후미를 추돌할 가능성이 존재한다.
또한, 협력 주행에서의 그룹 내 차량의 설정 속도(Set Speed)는 일정한 값으로 정해져야 하는데, 이에 대한 명시적인 기준을 제시할 필요가 있다. .
이러한 배경에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 목적은, 협력 주행 그룹으로부터 이탈 차량이 발생하는 경우, 협력 주행 차량 간의 추돌을 방지하기 위한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 리더 차량과 1 이상의 팔로우 차량이 일정 간격을 유지하면서 주행하는 협력 주행 도중에 이탈 차량이 발생하는 경우, 이탈 차량의 직후방 차량의 헤드웨이 설정을 제어함으로써, 협력 주행 이탈 차량의 충돌을 방지하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 협력 주행 그룹에 포함된 팔로우 차량의 설정 속도(Set Speed)를 리더 차량 차속보다 일정 정도만큼 크게 설정함으로써, 협력 주행으로부터 이탈하는 차량의 이탈 편의성과, 이탈시 차량의 충돌 가능성을 감소시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 장치로서, 상기 리더 차량 내부에 배치되며, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 현재 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 설정 속도 제어부와; 상기 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시가 확인된 경우, 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 전송하는 이탈 제어부;를 포함하는 협력 주행 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 장치로서, 상기 팔로우 차량 중 하나의 내부에 배치되며, 리더 차량으로부터 설정 속도 지시 메시지를 수신한 후, 그에 따라 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 상기 리더 차량의 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 설정부와; 상기 리더 차량으로부터 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 수신한 후, 바로 전방에서 이탈하는 이탈 차량의 이탈 종료시점까지 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하는 헤드웨이 시간 조정부;를 포함하는 협력 주행 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 협력 주행 시스템에서, 상기 리더 차량 내부에 배치되는 협력 주행 제어장치에 의한 방법으로서, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 현재 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 단계와, 상기 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시를 확인하는 단계와, 이탈하는 팔로우 차량의 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 전송하는 단계를 포함하는 협력 주행 제어 방법을 제공한다.
아래에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 리더 차량과 1 이상의 팔로우 차량이 일정 간격을 유지하면서 주행하는 협력 주행 도중에 이탈 차량이 발생하는 경우, 이탈 차량의 직후방 차량의 헤드웨이 설정을 제어함으로써, 협력 주행 이탈 차량의 충돌을 방지할 수 있다.
또한, 협력 주행 그룹에 포함된 팔로우 차량의 설정 속도(Set Speed)를 리더 차량 차속보다 일정 정도만큼 크게 설정함으로써, 협력 주행으로부터 이탈하는 차량의 이탈 편의성과, 이탈시 차량의 충돌 가능성을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
결과적으로, 본 발명을 이용하면 협력 주행에서 일부 차량이 이탈하는 경우 이탈 차량과 잔존하는 차량과의 충돌 및 잔존하는 차량들 사이의 충돌을 방지함으로써, 협력 주행 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 협력 주행 상태를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일반적인 협력 주행 상태에서 이탈 차량이 발생하는 경우, 이탈차량 및 잔존하는 협력 주행 차량 사이의 관계를 도시한다.
도 3은 본 발명에 의한 협력 주행 시스템의 전체 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템 중 리더 차량에 포함되는 협력 주행 제어 장치의 기능별 블록도이다.
도 5는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템 중 팔로우 차량에 협력 주행 제어 장치의 기능별 블록도이다.
도 6은 본 발명에 의한 협력 주행 제어 방식이 적용되는 경우, 이탈 차량의 이탈 전후의 차량 배치 관계를 도시한다.
도 7은 본 발명에 의한 협력 주행 제어 방법의 전체 흐름을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 협력 주행 상태를 개략적으로 도시한다.
도 1의 협력 주행은 리더 차량을 포함하는 총 n개의 차량이 협력 주행을 하는 경우를 도시한다.
본 명세서에서는 총 n개의 협력 주행 차량을 협력 주행 그룹으로 표현하고, 협력 주행 그룹내의 차량 중에서 그룹 전체의 협력 주행을 제어하는 1 이상의 차량을 리더 차량(Leader Vehicle; 110)로, 나머지 차량은 팔로우 차량(120, 130)으로 표현한다.
협력 주행은 리더 차량(110)을 포함하는 전체 n개의 협력 주행 그룹 내 차량이 일정한 거리를 유지하면서 동일 차선에서 주행하는 것으로, 연비를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 교통정체를 줄일 수 있는 주행 방식이다.
리더 차량(110)은 전체 협력 주행 그룹 내 차량 중에서 가장 선두에 위치할 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며 전체 그룹 차량의 가운데나, 그 밖에 다른 위치에서 주행할 수도 있다.
이러한 리더 차량(110)은 협력 주행에 필요한 주위 상태의 감지 및 판단을 수행하고, 협력 주행 그룹 내에 포함된 차량 각각에 대한 제어 데이터를 생성하여 그룹 내에 포함된 팔로우 차량(120, 130)으로 전송한다.
팔로우 차량(120, 130)은 리더 차량으로부터 전송된 제어 데이터를 이용하여 자율적으로 엔진, 조향장치 및 제동장치 등을 동작함으로써, 자신의 전방 차량과 일정한 이격 거리를 유지하면서 주행하게 된다.
이 때, 협력 주행 그룹에 포함된 차량들 사이의 일정 간격은 차간 거리(Sr) 또는 헤드웨이 거리과 같은 거리로 나타내거나, 또는 TTC(Time-To-Collision)의 개념인 헤드웨이 시간(Headway Time; HW)과 같은 시간으로 표현될 수 있다.
본 명세서에서는 협력 주행 동안의 차간 거리를 Sr, 차간 거리를 헤드웨이 시간인 HW0로 나타낸다.
물론, 본 명세서에서 협력 주행 동안에서의 차간 거리는 길이 단위로 나타내면 차간 거리 Sr이고, 시간 개념으로 나타내면 헤드웨이 시간 HW0으로서, Sr과 HW0는 비록 단위는 다르지만 동일한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있다.
이러한 협력 주행은 미리 정해진 차량들 그룹이 주행 개시부터 협력 주행을 할 수도 있으나, 주행 과정에서 협력 주행 그룹 내로 편입될 수도 있다.
협력 주행에 합류하고자 하는 합류 차량이 리더 차량으로 합류 요청을 전송하며, 리더 차량(110)은 다른 팔로우 차량(120)의 상태를 확인한 후, 합류 차량에게 현재 최후방 팔로우 차량의 후미에 근접하여 정해진 헤드웨이 시간 HW0로 최후방 차량을 추종하도록 지시할 수 있다.
이와 달리, 협력 주행 도중에 일부 차량이 협력 주행 그룹으로부터 이탈하는 경우도 발생한다.
이러한 협력 주행으로부터 이탈은 해당 팔로우 차량의 운전자의 의도에 의하여 자발적으로 이루어질 수도 있고, 타차량과의 통신 장애(Communication Failure)나 차량 시스템 이상(System Failure)이나 운전자의 실수로 인하여 비자발적으로 이루어질 수도 있다.
도 2는 일반적인 협력 주행 상태에서 이탈 차량이 발생하는 경우, 이탈차량 및 잔존하는 협력 주행 차량 사이의 관계를 도시한다.
도 2와 같이, 리더 차량(210, i=1)이 선두에 배치되고, 그 후방으로 4대의 팔로우 차량(220~250; i=2~5)이 협력 주행하는 상태에서, 세번째 주행차량인 팔로우 차량 230이 이탈하는 것으로 가정한다.
이 때, 협력 주행 그룹에 포함되는 차량 전체는 자신의 자동 크루즈 시스템(ACC, SCC)를 동작하여, 리더 차량이 지시한 헤드웨이 시간(HW0)에 따라 일정 간격으로 배치되어 주행한다.
본 명세서에서는 차량이 운전자가 정해진 속도를 자동 속도 제어되거나, 그에 부가하여 전방 차량을 추종하는 적응 크루즈 제어(Adaptive Cruise Control; ACC) 시스템 또는 스마트 크루즈 제어(Smart Cruise Control; SCC) 시스템을 통칭하여 자동 크루즈 시스템으로 표현한다.
각 차량의 자동 크루즈 시스템(ACC, SCC)은 헤드웨이 시간 이외에 일정한 주행속도인 설정 속도(Set Speed)를 설정하여야 하는데, 일반적인 상태라면 자동 크루즈 시스템의 설정 속도는 운전자가 직접 설정하도록 되어 있다. 물론, 이러한 자동 크루즈 시스템에서 전방 차량을 추종하도록 제어되는 경우라면 설정 속도는 별도로 정하지 않을 수 있다.
따라서, 위와 같은 협력 주행상태에서 팔로우 차량 220~250의 자동 크루즈 시스템은 헤드웨이 시간을 HW0로 동일하게 설정하고 있으며, 팔로우 차량 220~250의 설정 속도는 차량별로 별도로 정해져 있거나, 별도로 결정되어 있지 않을 수 있다.
이 때, 팔로우 차량 220~250의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도가 정해져 있다면, 그는 운전자가 이전에 미리 설정한 차속이거나, 해당 주행도로에서의 최대속도이거나, 협력 주행 상태에서 리더 차량으로부터 수신한 협력 주행 속도(즉, 리더 차량의 속도)일 수 있다.
이러한 상태에서, 도 2의 (b)와 같이, 세번째 주행중인 팔로우 차량 230(i=3)이 시스템 이상 또는 운전자의 실수/의도에 의하여 협력 주행으로부터 이탈하는 경우, 이탈 차량의 직후방 차량이자 네번째 협력 주행 차량인 팔로우 차량의 240 입장에서는 추종 대상 차량이자 이탈 차량인 팔로우 차량 230이 자신의 센서 감지범위를 벗어나게 되는 시점(t)이 발생한다.
이러한 시점이 되면 팔로우 차량 240은 전방 차량과의 이격 거리가 갑자기 증가하게 되고, 이미 전방 차량과의 목표 헤드웨이 시간이 HW0로 정해져 있으므로, 그를 맞추기 위하여 설정 속도 이하 범위에서 급가속한다. 물론, 최후방 팔로우 차량 250 역시 전방 차량인 팔로우 차량 240과의 이격 거리 유지를 위하여 급가속하게 된다.
그러나, 도 2의 (c)와 같이, 이탈하는 팔로우 차량 230의 이탈 속도보다 급가속하여 전진하는 팔로우 차량 240의 속도가 더 큰 경우, 이탈차량인 팔로우 차량 230이 미처 차선에서 완전히 빠져 나가기 전에 후행 차량인 팔로우 차량 240이 접근하여 팔로우 차량 230의 후미와 충돌할 가능성이 있다.
특히, 이 때, 각 팔로우 차량 220~250의 설정속도가 설정되어 있지 않거나 도로 제한속도와 같이 높은 값으로 설정되어 있는 경우라면 전술한 급가속에 의한 충돌 가능성이 더 커지게 된다.
반대로, 각 팔로우 차량 220~250의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도가 리더 차량 210의 주행속도로 설정되어 있는 경우에는, 이탈 차량이 협력 주행상태를 벗어나는 과정에서도 설정 속도를 넘지 못하므로 신속한 이탈이 불가능하다.
또한, 이탈 차량이 완전히 이탈한 후에 그 후방 차량인 팔로우 차량 240이 팔로우 차량 220을 추종하여야 하지만, 리더 차량이 동일한 속도로 주행하고 있다면 팔로우 차량 240이 이러한 협력 주행 속도이자 설정 속도 이상으로 가속될 수 없으므로, 이탈 후 전방 차량과의 이격 거리를 좁히기 어렵게 된다.
이와 같이, 자동 크루즈 시스템(ACC, SCC)을 이용하는 협력 주행 동안 일정한 차량이 이탈하는 경우, 각 차량의 설정 속도(Vs) 및 목표 헤드웨이 시간(HWt)을 적절히 제어하지 않는 경우, 협력 주행에 장애가 생기거나 차량들 사이의 충돌 위험성이 존재한다.
이에 따라, 본 발명에서는 협력 주행 시스템에서, 협력 주행 그룹에 포함되는 차량 중 최선 차량 이외의 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 주행속도(VL)보다 일정 범위 크게 설정하거나, 협력 주행 이탈 차량이 발생하는 경우 이탈 개시 시점부터 이탈 완료 시점까지 이탈 차량의 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간보다 크게 설정함으로써, 위와 같은 차량 이탈시의 문제들을 해결하고자 한다.
도 3은 본 발명에 의한 협력 주행 시스템의 전체 구성을 도시한다.
본 발명에 의한 협력 주행 시스템은 1 이상의 리더 차량(310)과 리더 차량으로부터 제어 명령을 수신한 후 협력 주행을 수행하는 1 이상의 팔로우 차량(320, 330)을 포함하며, 리더 차량 및 팔로우 차량을 포함하는 전체 협력 주행 차량들을 협력 주행 그룹으로 표현한다.
또한, 편의상 리더 차량(310)이 최선두에 위치하는 것으로 가정하고, 팔로우 차량 중 첫번째 팔로우 차량(320)이 협력 주행으로 이탈하는 이탈 차량으로, 팔로우 차량 중 두번째 팔로우 차량(330)이 이탈 차량 바로 뒤에 존재하는 이탈 차량 직후방 차량으로 표시한다.
그러나, 본 발명은 반드시 이러한 경우에 한정되는 것은 아니며, 특히 리더 차량이 반드시 선두에 배치될 필요는 없을 것이다.
또한, 정상적인 협력 주행 상태에서, 리더 차량의 차속이자 그룹 내의 모든 협력 주행 차량의 속도를 VL로 표시하며, 각 차간 거리를 시간 개념으로 나타낸 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간 HW0로 표시한다.
본 발명은 이러한 상태에서, 팔로우 차량 중 하나인 320이 협력 주행으로부터 이탈하는 경우, 안전한 이탈을 위하여 리더 차량 310이 전체 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 적절하게 설정하고, 이탈 과정에서 이탈 차량의 직후방 차량인 330의 목표 헤드웨이 시간을 적절하게 가변 제어하는 것이다.
본 발명에 의한 리더 차량(310) 내부에는 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)가 배치되며, 팔로우 차량(320, 330) 내부에는 팔로우 차량측 협력 주행 제어장치(500)가 배치되어 있다.
이러한 리더차량측 협력 주행 제어장치(400) 및 팔로우 차량측 협력 주행 제어장치(500)는 별도의 하드웨어 및 소프트웨어로 구성되어 리더 차량 및 팔로우 차량 내부에 장착될 수도 있지만, 기존의 차량 제어 시스템 내부에 하나의 모듈로 포함될 수도 있을 것이다.
더 구체적으로, 리더 차량(310) 내부에 배치되는 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 협력 주행 그룹 내에 포함되는 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량의 현재 주행속도(VL)보다 제1설정값(α)만큼 더보다 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 팔로우 차량으로 전송하는 기능을 구비한다.
이 때, 제1설정값(α)은 리더 차량의 현재 주행속도(VL)의 약5~10% 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 협력 주행 시스템에 포함되는 모든 차량은 내부에 ACC, SCC와 같은 자동 크루즈 시스템을 포함하며, 선두에 배치되는 리더 차량 이외의 모든 팔로우 차량 내부의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도 Vs는 아래 수학식에 의한 설정 속도로 세팅된다.
[수학식 1]
Vs = VL + α
여기서, VL 은 리더 차량의 현재 주행속도이자 정상상태에서 협력 주행 그룹 내에 포함되는 모든 차량의 주행속도이며, α는 제1설정값으로서 리더 차량의 현재 주행속도(VL)의 약5~10% 값을 가진다.
이와 같이 선두 차량을 제외한 모든 협력 주행 그룹내 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량 속도보다 일정 범위만큼 더 크게 설정함으로써, 이탈 차량의 경우 이탈을 신속하고 안전하게 완료할 수 있게 되며, 이탈 차량의 직후방 차량은 이탈 후에 정상적인 협력 주행상태로 안전하게 변화될 수 있게 된다.
한편, 자동 크루즈 시스템의 설정속도(Vs)와 리더 차량의 차속(VL)과의 차이인 제1설정값(α)이 리더 차량 차속의 5% 이하인 경우에는 도 6에서 설명할 바와 같이, 이탈 차량의 이탈 시간 단축에 제한이 있을 뿐 아니라, 이탈 완료 우에 이탈 차량 직후방 차량의 협력 주행 상태 복귀가 늦어질 수 있다.
반대로, 제1설정값(α)이 리더 차량 차속의 10% 이상인 경우에는, 이탈 차량의 이탈 속도가 급격히 증가하므로 인접 차선에 있는 차량과의 충돌할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 자동 크루즈 시스템의 설정속도(Vs)와 리더 차량의 차속(VL)과의 차이인 제1설정값(α)이 리더 차량 차속의 5~10%로 최적화함으로써, 위와 같은 문제를 최소화한다.
이러한 효과에 대해서는 아래에서 도 6을 참고로 더 상세하게 설명한다.
또한, 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 전술한 설정 속도 제어 기능 이외에, 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시가 확인된 경우, 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하도록 하는 기능을 더 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 전방 차량의 이탈 종료때까지, 그 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간(HWt)은 정상적인 협력 주행 동안의 차간 거리인 기본 헤드웨이 시간(HW0)보다 2배 이상으로 설정될 수 있다.
더 바람직하게는 전방 차량의 이탈 개시부터 이탈 종료까지 이탈 차량의 직후방 차량에게 지시되는 목표 헤드웨이 시간(HWt)는 아래 수학식 2에 의하여 결정될 수 있다.
[수학식 2]
HWt = 2*HW0 + L/VL
여기서, HWO는 정상적인 협력 주행 동안의 기본 헤드웨이 시간이고, L은 이탈 차량의 차량 길이, VL 은 리더 차량의 현재 주행속도이자 정상상태에서 협력 주행 그룹 내에 포함되는 모든 차량의 주행속도이다.
리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 이탈 차량의 이탈이 완료된 이후에는 목표 헤드웨이 시간(HWt)을 기본 헤드웨이 시간(HW0)로 복귀하도록 하는 헤드웨이 시간 복귀 메시지를 생성하여 이탈 차량 직후방 차량으로 전송할 수 있다.
이와 같이, 전방 차량의 이탈 과정 동안 목표 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상으로 유지함으로써, 팔로우 차량 중 하나가 이탈하는 경우 그 후방 차량의 가속으로 인하여 차량들끼리 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이탈 과정에서 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간(HWt)을 기본 헤드웨이 시간(HW0)보다 2배 이하로 설정하게 되면, 이탈 완료 이전에 이탈 차량 직후방 차량이 가속하여 리더 차량으로 일부 근접할 수 있다.
따라서, 기본 헤드웨이 시간을 짧게 설정하여 근접한 협력 주행을 하고 있는 경우라면, 이탈 차량이 완전히 이탈하기 전에 직후방 차량이 이탈 차량의 후미를 추돌할 가능성이 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 이탈 기간 동안 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상으로 설정함으로써, 이탈 과정에서 있을 수 있는 충돌 가능성을 완전히 배제할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템 중 리더 차량에 포함되는 협력 주행 제어 장치의 기능별 블록도이고, 도 5는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템 중 팔로우 차량에 협력 주행 제어 장치의 기능별 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 리더 차량에 포함되는 협력 주행 제어 장치(400)는 다시 설정 속도 제어부(410)와, 이탈 제어부(420)를 포함할 수 있으며, 무선 통신부(430)를 더 포함할 수 있다.
설정 속도 제어부(410)는 협력 주행 그룹 내에 포함되는 전체 차량 중 최선의 차량을 제외한 모든 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량의 현재 주행속도(VL)보다 제1설정값(α)만큼 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 팔로우 차량으로 전송한다.
또한, 이탈 제어부(420)는 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시가 확인된 경우, 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간(HWt)을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간(HW0)보다 길게 설정하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 팔로우 차량으로 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 리더 차량측 협력 주행 제어장치(400)는 팔로우 차량으로부터 해당 팔로우 차량의 식별정보, 주행정보 등의 데이터를 수신하고, 생성한 설정 속도 지시 메시지와 헤드웨이 시간 변경 메시지 등을 팔로우 차량으로 전송하기 위한 무선 통신부(430)를 추가로 포함할 수 있다.
리더 차량과 팔로우 차량 사이의 데이터 송수신을 위해서는 현재 개발되어 있는 여러 방식의 V2X(Vehicle-to-everything) 통신 중 하나가 사용될 수 있다.
이러한 V2X 통신의 예로서, 물리계층에서는 IEEE 802.11p의 무선통신표준 기술이 사용되며, MAC 계층에서는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoid) 프로토콜이 사용되며, 네트워크 계층에서는 플래툰-멀티캐스트 방식이 적용되는 통신방식이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 리더 차량과 팔로우 차량 사이에 정보를 송수신할 수 있는한 어떠한 방식의 무선통신 기술이 사용되어도 무방하다.
한편, 설정 속도 제어부(410)는 팔로우 차량이 결정되면 해당 팔로우 차량의 식별정보와, 리더 차량의 현재 주행속도(VL)보다 제1설정값(α)만큼 크게 결정된 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs) 정보를 브로드캐스팅할 수 있고, 그를 수신한 팔로우 차량측 협력 주행 제어장치(500)는 수신한 정보를 기초로 자신의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 Vs로 세팅한다.
또한, 설정 속도 제어부(410)는 협력 주행 과정에서 추가 차량이 더 합류한 경우에도, 해당 합류 차량에도 동일한 내용의 설정 속도 지시 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 이탈 제어부(420)는 협력 주행 중인 팔로우 차량 중 하나로부터의 이탈 요청 메시지를 수신하여 해당 차량의 이탈 개시를 확인할 수도 있고, 만일 이탈 차량의 주행 상태를 확인하거나 주행상태 정보를 해당 차량으로부터 수신함으로써 이탈 개시를 확인할 수도 있다.
즉, 이탈 차량이 운전자가 의도한 정상적인 이탈을 하는 경우에는 이탈 요청 메시지를 리더 차량으로 전송하며, 리더 차량은 그를 수신함으로써 이탈하려는 팔로우 차량이 어느 것인지 확인할 수 있고, 협력 주행중인 전체 팔로우 차량을 인지하고 있으므로 그 차량 바로 후방에서 진행중인 차량을 이탈 차량 직후방 차량으로 결정할 수 있다.
반면, 팔로우 차량 중 하나가 통신 이상 또는 시스템 이상 등에 의하여 의도하지 않게 이탈하는 경우에는, 리더 차량에 장착된 센서 등을 이용하여 이탈 차량을 감지하거나, 다른 팔로우 차량이 전송하는 주행 정보를 기초로 이탈 차량을 판별할 수 있다.
이탈 제어부(420)는 팔로우 차량 중 하나의 이탈이 감지되면 그 시점을 이탈 개시 시점(t0)으로 결정하고, 그와 동시에 이탈 차량 직후방 차량(330)에게 현재 설정중인 기본 헤드웨이 시간(HW0)을 그보다 큰 값을 가진 목표 헤드웨이 시간(HWt)로 변경하도록 지시하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
이 때, 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지에는 이탈 차량 직후방 차량의 식별자와 함께, 목표 헤드웨이 시간(HWt) 정보가 구체적으로 포함될 수 있다.
그러나, 헤드웨이 시간 변경 메시지가 반드시 목표 헤드웨이 시간(HWt) 정보를 포함할 필요는 없으며, 헤드웨이 시간을 변경해야 하는 차량의 식별정보와 함께 헤드웨이 시간 변경을 지시하는 지시자만 포함하여 전송하여도 되며, 그런 경우 그를 수신한 해당 팔로우 차량의 협력 주행 제어장치(500)가 이미 정해져 있는 목표 헤드웨이 시간(HWt)로 세팅할 수도 있을 것이다.
또한, 이탈 제어부(420)는 이탈 차량 320으로부터 이탈 완료 메시지를 수신하거나, 자체적인 감지 또는 타차량으로부의 주행정보 수신에 의하여 해당 이탈 차량의 이탈이 완료됨을 확인한다.
본 명세서에서는 편의상 이탈 개시 시점을 t0, 이탈 과정이 수행되는 이탈 기간을 △t, 이탈 완료 시점을 t0+ △t로 표시한다.
이탈 제어부(420)는 이탈 차량의 이탈이 완료된 경우, 이탈 차량 직후방 차량 330의 헤드웨이 시간을 다시 이탈 해제 시점의 협력 주행 그룹 전체의 헤드웨이 시간인 기본 헤드웨이 시간(HW0)으로 복귀하도록 명령하는 헤드웨이 시간 복귀 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
본 발명에 의한 협력 주행 차량의 내부에 장착된 자동 크루즈 시스템은 전방에 차량이 감지되는 경우에는 기설정된 헤드웨이 시간을 기초로 차간 거리를 유지하는 추종 모드로 동작하고, 전방에 차량이 감지되지 않는 경우에는 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)대로 정속 주행한다.
따라서, 전술한 헤드웨이 시간 복귀 메시지를 수신한 이탈 차량 직후방 차량 330은 앞에서 설정된 설정 속도(Vs) 범위 내에서 차속을 가속하여 리더 차량 310에 접근하여 리더 차량과의 차간 거리를 기본 헤드웨이 시간에 맞도록 할 수 있다.
이와 같이, 리더 차량측 협력 주행 제어장치(400)에 포함된 이탈 제어부(420)는 팔로우 차량 중 하나가 이탈하는 경우 이탈 기간(△t) 동안 이탈 차량의 직후방 차량 330의 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간(HW0)보다 큰 목표 헤드웨이 시간(HWt)으로 설정하고, 이탈이 완료된 이후에는 다시 기본 헤드웨이 시간으로 복귀하도록 제어함으로써, 팔로우 차량의 이탈 과정에서의 차량 충돌을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 팔로우 차량(320, 330)에 배치되는 팔로우 차량측 협력 주행 제어장치(500)는 설정 속도(Vs) 설정부(510)와, 헤드웨이 시간 조정부(520) 및 무선통신부(530) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
설정 속도 설정부(510)는 리더 차량(310)으로부터 설정 속도 지시 메시지를 수신한 후, 그에 따라 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량의 주행속도(VL)보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 기능을 수행한다.
또한, 헤드웨이 시간 조정부(520)는 리더 차량으로부터 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 수신한 후, 바로 전방에서 이탈하는 이탈 차량 320의 이탈 종료시점(t0+ △t)까지 목표 헤드웨이 시간(HWt)을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간(HW0)보다 길게 설정하는 기능을 수행한다.
도 6은 본 발명에 의한 협력 주행 제어 방식이 적용되는 경우, 이탈 차량의 이탈 전후의 차량 배치 관계를 도시한다.
도 6의 (a)는 정상적인 협력 주행 상태이고, 도 6의 (b)는 팔로우 차량 중 하나인 320가 이탈하는 이탈 기간 상태이며, 도 6의 (c)는 이탈이 완료된 시점 이후의 상태를 도시한다.
도 6의 (a)와 같이, 정상적인 협력 주행상태에서는 리더 차량(310)과 첫번째 팔로우 차량(320) 및 두번째 팔로우 차량(330)이 모두 리더 차량의 주행속도인 VL과 동일한 차속으로, 기본 헤드웨이 시간 HW0만큼 이격되어 주행한다.
이 때, 리더 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도는 VL로 세팅되지만, 나머지 팔로우 차량(320, 330)의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도는 전술한 바와 같이 VL보다 제1설정값(α)만큼 더 크게 세팅되어 있다.(Vs=VL+ α)
도 6의 (b)와 같이, 이 상태에서 팔로우 차량 중 하나인 320이 이탈하는 경우, 이탈 차량 320의 헤딩 각도가 차선과 어긋나면서 전방에 주행하던 리더 차량을 감지할 수 없게 된다.
그에 따라 이탈 차량인 320은 헤드웨이 시간에 의한 추종 제어 또는 협력 주행을 할 수 없게 되므로, 통상적인 자동 크루즈 시스템으로 모드 변경된다.
이탈 개시 이후에 이탈 차량 320이 일반적인 자동 크루즈 시스템으로 모드 변경되면, 미리 설정된 자동 크루스 시스템의 설정속도인 Vs로 가속되어 신속하게 협력 주행 그룹으로 이탈한다.
한편, 이탈 차량 320의 이탈 개시가 확인되면, 리더 차량(310)은 이탈 차량의 직후방 차량인 330을 확인하고, 그 이탈 차량 직후방 차량 330에게 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간(HW0)에서 그 보다 2배 이상 큰 목표 헤드웨이 시간(HWt)로 변경하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 메시지를 전송한다.
이탈 차량 직후방 차량인 330의 협력 주행 제어 장치는 그 헤드웨이 시간 변경 메시지를 수신한 다음, 이탈이 완료될 때까지 헤드웨이 시간을 목표 헤드웨이 시간(HWt)인 HWt = 2*HW0 + L/VL 로 설정함으로써, 이탈이 완료될 때까지는 이탈 차량의 전방에 있는 리더 차량(310)으로 접근하지 않도록 제어한다.
한편, 차량 320의 이탈이 완전히 종료된 다음, 이탈 차량 직후방 차량인 330은 리더 차량으로부터의 헤드웨이 시간 복귀 메시지에 따라 헤드웨이 시간을 현재의 협력 주행에 의한 기본 헤드웨이 시간(HW0)으로 복귀시킨다.
그러면, 도 6의 (c)와 같이, 차량 330의 차속이 설정 속도(Vs) 범위내에서 증가하여 리더 차량으로 근접하고, 차간거리가 협력 주행에 따른 기본 헤드웨이 시간로 유지됨으로써, 이탈 차량이 배제된 상태에서의 정상적인 협력 주행 상태로 복귀한다.
이와 같이, 본 발명에 의한 협력 주행 제어 방법을 이용하면, 협력 주행 차량 중 선두 차량을 제외한 후행 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 주행속도보다 일정 범위만큼 크게 설정하고, 팔로우 차량의 이탈 기간 동안 이탈 차량의 직후방 차량의 헤드웨이 시간을 증가시키도록 제어함으로써, 이탈 차량의 신속한 이탈 완료와 그 동안의 차량 충돌 방지를 동시에 달성할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 의한 협력 주행 제어 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 협력 주행 제어방법은 협력 주행 과정에서 팔로우 차량 중 하나가 이탈하는 경우에 대한 제어 방식을 제공한다.
아래에서는 리더 차량에 배치되는 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)의 관점에서 협력 주행 제어 방법의 흐름을 설명한다.
우선, 협력 주행이 개시되면 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 협력 주행 그룹 내의 차량 중 선두 차량을 제외한 모든 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량의 주행속도(VL)보다 제1설정값(α)만큼 크게 세팅하도록 하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 팔로우 차량으로 전송한다.(S710)
또한, S710 단계와 동시 또는 순차적으로, 협력 주행 동안의 차간 거리인 기본 헤드웨이 시간(HW0) 설정 메시지를 전송함으로써, 협력 주행 중인 모든 팔로우 차량이 동일한 차간 거리를 유지하면서 주행하도록 제어한다.(S720)
물론, 설정 속도 지시 메시시 전송 단계인 S710과 기본 헤드웨이 시간 설정 메시지의 전송 단계 S710은 그 순서가 반대가 될 수도 있고, 동시에 하나의 메시지로 전송될 수도 있을 것이다.
다음으로, 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 팔로우 차량 중 하나가 협력 주행으로부터 이탈하는지 여부를 판단한다.(S730)
이러한 이탈 개시 판단은 리더차량측 협력 주행 제어장치(400)가 이탈 차량으로부터의 이탈 요청 메시지를 수신하거나, 센서 등을 이용하여 이탈을 감지하거나, 다른 팔로우 차량으로부터의 주행 정보를 수신하여 분석함으로써 수행될 수 있을 것이다.
리더차량측 협력 주행 제어장치(400)는 이탈 개시가 판단된 경우, 해당 이탈 차량의 직후방 차량을 확인하고, 그 직후방 차량에게 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간(HW0)에서 그보다 2배 이상 큰 목표 헤드웨이 시간(HWt)으로 변경하도록 요청하는 헤드웨이 시간 변경 메시지를 생성하여 전송한다.(S740)
이러한 헤드웨이 시간 변경 메시지에는 목표 헤드웨이 시간(HWt)값과, 해당되는 직후방 차량의 식별정보 또는 이탈 차량의 식별정보 등이 포함될 수 있다.
다음으로, 이탈 차량의 이탈이 완료되었음을 확인하고(S750), 이탈차량 직후방 차량에게 헤드웨이 시간을 목표 헤드웨이 시간으로부터 현재 협력 주행에 맞는 기본 헤드웨이 시간으로 복귀하도록 지시하는 헤드웨이 시간 복귀 메시지를 생성하여 전송한다.(S760)
이상과 같이, 본 발명에 의한 협력 주행 제어를 이용하면, 협력 주행 차량 중 선두 차량을 제외한 후행 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 주행속도보다 일정 범위만큼 크게 설정하고, 팔로우 차량의 이탈 기간 동안 이탈 차량의 직후방 차량의 헤드웨이 시간을 증가시키도록 제어함으로써, 이탈 차량의 신속한 이탈 완료와 그 동안의 차량 충돌 방지를 동시에 달성할 수 있게 된다.
더 구체적으로는, 협력 주행시 선두 차량을 제외한 모든 협력 주행 그룹내 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도(Vs)를 리더 차량 속도보다 일정 범위만큼 더 크게 설정함으로써, 이탈 차량의 경우 이탈을 신속하고 안전하게 완료할 수 있게 되며, 이탈 차량의 직후방 차량은 이탈 후에 정상적인 협력 주행상태로 안전하게 변화될 수 있도록 한다.
또한, 전방 차량의 이탈 과정 동안 목표 헤드웨이 시간을 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상으로 유지함으로써, 팔로우 차량 중 하나가 이탈하는 경우 그 후방 차량의 가속으로 인하여 차량들끼리 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 장치로서, 상기 리더 차량 내부에 배치되며,
    상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 현재 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 설정 속도 제어부;
    상기 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시가 확인된 경우, 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 전송하는 이탈 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목표 헤드웨이 시간은 상기 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1설정값은 상기 리더 차량의 현재 주행속도의 5~10%인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  4. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 장치로서, 상기 팔로우 차량 중 하나의 내부에 배치되며,
    리더 차량으로부터 설정 속도 지시 메시지를 수신한 후, 그에 따라 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 상기 리더 차량의 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 설정부;
    상기 리더 차량으로부터 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 수신한 후, 바로 전방에서 이탈하는 이탈 차량의 이탈 종료시점까지 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하는 헤드웨이 시간 조정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목표 헤드웨이 시간은 상기 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1설정값은 상기 리더 차량의 현재 주행속도의 5~10%인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  7. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량 협력 주행을 제어하기 위한 협력 주행 시스템에서, 상기 리더 차량 내부에 배치되는 협력 주행 제어장치에 의한 방법으로서,
    상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 팔로우 차량의 자동 크루즈 시스템의 설정 속도를 리더 차량의 현재 주행속도보다 제1설정값만큼 크게 설정하는 설정 속도 지시 메시지를 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 단계;
    상기 팔로우 차량 중 하나의 이탈 개시를 확인하는 단계;
    이탈하는 팔로우 차량의 이탈 종료때까지 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행중의 기본 헤드웨이 시간보다 길게 설정하도록 하는 헤드웨이 시간 변경 요청 메시지를 생성하여 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  8. 제9항에 있어서,
    상기 이탈 종료 직후 상기 이탈 차량 직후방 차량의 목표 헤드웨이 시간을 협력 주행 중의 기본 헤드웨이 시간으로 복귀하도록 하는 헤드웨이 시간 복귀 메시지를 생성하여 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 목표 헤드웨이 시간은 상기 기본 헤드웨이 시간의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1설정값은 상기 리더 차량의 현재 주행속도의 5~10%인 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
KR1020170123763A 2017-09-25 2017-09-25 협력 주행 제어 장치 및 방법 KR102278393B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170123763A KR102278393B1 (ko) 2017-09-25 2017-09-25 협력 주행 제어 장치 및 방법
US16/137,185 US10832580B2 (en) 2017-09-25 2018-09-20 Cooperative driving control device and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170123763A KR102278393B1 (ko) 2017-09-25 2017-09-25 협력 주행 제어 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190035028A true KR20190035028A (ko) 2019-04-03
KR102278393B1 KR102278393B1 (ko) 2021-07-16

Family

ID=65808405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170123763A KR102278393B1 (ko) 2017-09-25 2017-09-25 협력 주행 제어 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10832580B2 (ko)
KR (1) KR102278393B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110782650A (zh) * 2019-11-06 2020-02-11 同济人工智能研究院(苏州)有限公司 基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10757485B2 (en) 2017-08-25 2020-08-25 Honda Motor Co., Ltd. System and method for synchronized vehicle sensor data acquisition processing using vehicular communication
CN110138400B (zh) * 2018-02-09 2020-12-01 博通集成电路（上海）股份有限公司 提高发射和接收性能的车载单元及其方法
US11163317B2 (en) 2018-07-31 2021-11-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for shared autonomy through cooperative sensing
US11181929B2 (en) 2018-07-31 2021-11-23 Honda Motor Co., Ltd. System and method for shared autonomy through cooperative sensing
US11625049B2 (en) * 2018-11-30 2023-04-11 Denso Corporation Plurality of vehicles performing platoon travelling and control apparatus for controlling the same
US20220097765A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 GM Global Technology Operations LLC System and method of controlling tethered self-propelled platforms

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11321380A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Fujitsu Ten Ltd 車両群形成制御装置および方法
JP2007199939A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Equos Research Co Ltd 自動運転制御装置
KR100957137B1 (ko) * 2009-02-26 2010-05-11 한국과학기술원 군집주행 제어 시스템 및 방법
JP2015022420A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 日産自動車株式会社 隊列走行制御装置、隊列走行制御方法
JP2016149044A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 隊列走行管理装置、及び隊列走行管理プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8311720B2 (en) * 2009-01-09 2012-11-13 Robert Bosch Gmbh Lost target function for adaptive cruise control
KR20170016177A (ko) * 2015-08-03 2017-02-13 엘지전자 주식회사 차량 및 그 제어방법
US10077050B2 (en) * 2016-05-24 2018-09-18 GM Global Technology Operations LLC Automated driving system for evaluating lane cut-out and method of using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11321380A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Fujitsu Ten Ltd 車両群形成制御装置および方法
JP2007199939A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Equos Research Co Ltd 自動運転制御装置
KR100957137B1 (ko) * 2009-02-26 2010-05-11 한국과학기술원 군집주행 제어 시스템 및 방법
JP2015022420A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 日産自動車株式会社 隊列走行制御装置、隊列走行制御方法
JP2016149044A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 隊列走行管理装置、及び隊列走行管理プログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110782650A (zh) * 2019-11-06 2020-02-11 同济人工智能研究院(苏州)有限公司 基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190096264A1 (en) 2019-03-28
KR102278393B1 (ko) 2021-07-16
US10832580B2 (en) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190035028A (ko) 협력 주행 제어 장치 및 방법
TWI790260B (zh) 用於車輛之間協調式車道改變協商之系統及方法
KR102243244B1 (ko) 자율주행시스템에서 긴급단계에 따른 제어방법 및 이를 위한 장치
KR102226067B1 (ko) 자율주행시스템에서 가상 신호등 서비스 제공방법 및 이를 위한 장치
US20210197827A1 (en) Method for coordinating a vehicle group, evaluation unit, vehicle and vehicle group
CN106853827B (zh) 用于加入车辆的行驶队列的方法
US9799224B2 (en) Platoon travel system
US9779628B2 (en) Convoy travel system and convoy travel apparatus
KR102606258B1 (ko) 협력 주행 제어 장치 및 방법
US20210331712A1 (en) Method and apparatus for responding to hacking on autonomous vehicle
US11119503B2 (en) Method for controlling vehicle in autonomous driving system and apparatus thereof
KR20190106847A (ko) 자율주행시스템에서 차량의 오류 판단방법 및 이를 위한 장치
US20200090521A1 (en) Method and apparatus for controlling a vehicle performing platooning in an autonomous driving system
KR102192142B1 (ko) 자율 주행 차량 제어 방법
CN108352110A (zh) 控制车辆编队行驶的方法、集中控制设备和车辆
KR20190098092A (ko) 자율주행 시스템에서 해킹 차량 관리 방법 및 그 장치
KR20210053800A (ko) 안전운전을 위한 컨텍스트 인식 네비게이션 프로토콜
KR102203475B1 (ko) 자율 주행 시스템에서 차량을 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2021038741A1 (ja) 車線変更経路指示装置及び車線変更経路指示システム
US20210197826A1 (en) Method for coordinating a vehicle group, evaluation unit, vehicle and vehicle group
JP7225043B2 (ja) 車両制御システム、車両制御方法、及びプログラム
KR20190106844A (ko) 입력 신호 우선 순위에 따른 자율 주행 제어 방법 및 이를 이용한 자율 주행 시스템
CN114261405A (zh) 车辆控制装置、车辆控制方法以及存储介质
KR102052831B1 (ko) 자율주행 자동차의 네트워크 제어시스템
WO2021169248A1 (zh) 控制车辆的方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant