KR20220139505A

KR20220139505A - 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20220139505A
Application number: KR1020210045432A
Authority: KR
Inventors: 김희권
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-10-17
Also published as: CN115179937A; US20220324446A1; US11897466B2

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치는 차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정하는 프로파일 선정부 및 상기 프로파일 선정부에 의해 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING A VEHICLE, SYSTEM HAVING THE SAME AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

통상적으로 운전자의 개입이 없는 자율 주행에서는 설정된 구간별 속도 제한에 따라 차량이 주행하게 된다. 또한, 자율 주행시 종방향 주행 속도를 결정하기 위해 여러 주행 프로파일(패턴)이 생성되고 그 중에서 하나의 프로파일을 선택한다. 한편, 도심에서는 차량이 어느 경로를 선택하더라도 제한 속도가 50km/h를 넘지는 않도록 되어 있다. 따라서, 차량이 도심에서 자율 주행을 하는 경우에는 최고속인 50km/h에 도달한 이후에는 차량이 동작 가능한 방식은 속도 유지 또는 제동 모드만이 남게 된다.

특히, 차량이 정지해야 할 구간에서 속도가 너무 높거나, 센서의 성능 저하 등으로 인해 급제동이 필요한 경우 사고 위험과 운전자의 부수적인 불편감이 발생할 수 있다. 또한, 차량이 진행하는 방향의 차로에서 전방 물체에 대한 정확한 정보들이 실시간으로 주어진다면 최적의 종방향 주행을 결정할 수 있으나, 전방의 상황은 시시각각 변화하고 센서의 오차 등이 발생할 수 있어 여전히 위험성이 존재한다.

본 발명의 일 실시예는 자율 주행을 하는 차량의 전방 상황에 대한 정보가 부족한 경우에 일정 시간 동안 관성 주행을 포함한 속도 제어를 수행함으로써, 실제 운전자 주행 패턴과 유사한 종방향 주행 패턴을 구현하고, 센서 오류에 따른 차량의 급제동을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있는 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 차량의 자율 주행 영역에 히스테리시스 구간을 포함하여 연비를 향상시킬 수 있는 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 있어서, 상기 히스테리시스 구간은 제1 제한 속도와 상기 제1 제한 속도보다 작은 제2 제한 속도 사이에서 감속과 가속이 반복되는 구간일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 차량의 환경 조건은 상기 차량 주변의 객체 정보, 상기 차량의 위치 정보 및 지도 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 전방의 기준 거리 내에 객체가 존재하지 않는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 프로파일 생성부는 상기 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 프로파일 선정부는 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 상기 차량이 최소의 가속도로 주행하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 차량이 목표 속도에 도달하면 상기 선정된 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 종료할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 차량 주변의 객체를 검출하는 센서, 상기 차량의 위치 및 지도 정보를 획득하는 정보 획득 장치 및 상기 차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하도록 생성된 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하도록 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 차량 제어 장치를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 센서는 상기 차량의 상태 정보를 획득할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 정보 획득 장치는 외부 서버로부터 상기 차량의 위치 및 지도 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 방법은 차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정하는 단계 및 상기 프로파일 선정부에 의해 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 전방의 기준 거리 내에 객체가 존재하지 않는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 상기 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 속도 프로파일을 선정하는 단계는 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 상기 차량이 최소의 가속도로 주행하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법은 자율 주행을 하는 차량의 전방 상황에 대한 정보가 부족한 경우에 일정 시간 동안 관성 주행을 포함한 속도 제어를 수행함으로써, 실제 운전자 주행 패턴과 유사한 종방향 주행 패턴을 구현하고, 차량의 급제동을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법은 차량의 자율 주행 영역에 히스테리시스 구간을 포함하여 연비를 향상시킬 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 동작 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 히스테리시스 구간을 포함하는 속도 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이 때, 차량의 제어 장치(130)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.

또한, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템(100)은 센서(110), 정보 획득 장치(120) 및 차량 제어 장치(130)를 포함할 수 있다.

센서(110)는 차량 주변의 객체를 검출할 수 있다. 즉, 센서(110)는 차량 전방의 객체, 예를 들면 전방 차량, 표지판, 장애물 등과의 거리와 상대 속도 등을 검출할 수 있다. 예를 들면, 센서(110)는 카메라, 레이더, 라이다를 포함할 수 있다.

또한, 센서(110)는 차량의 각종 액추에이터의 상태 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 차량의 액추에이터의 상태 정보란 차량의 속도, 가속도, 각속도 등을 포함할 수 있다.

정보 획득 장치(120)는 차량의 위치 및 지도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 정보 획득 장치(120)는 GPS를 통해 차량의 현재 위치 정보를 획득하고, 차량이 주행 중인 도로의 곡률, 차량의 현재 차선 위치 등의 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 정보 획득 장치(120)는 별도의 저장부(미도시)에 지도 정보를 저장할 수 있으며, 또는 통신 장치(미도시)를 통해 외부 서버로부터 차량의 위치 정보나 지도 정보를 수신할 수 있다.

차량 제어 장치(130)는 차량의 주행 패턴에 관한 각종 프로파일을 생성하고 각종 연산과 판정 등의 동작을 수행할 수 있다. 특히, 차량 제어 장치(130)는 차량의 환경 조건에 기초하여 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하도록 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 또한, 차량 제어 장치(130)는 생성된 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정하고, 선정된 속도 프로파일에 따라 차량의 속도를 제어할 수 있다. 차량 제어 장치(130)의 구체적인 구성에 관해서는 도 2에서 상세하게 후술한다.

이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템(100)은 센서(110)와 정보 획득 장치(120)를 통해 자율 주행 중인 차량 주변의 객체, 지도 등 각종 정보를 획득하고, 이에 기초하여 상황과 조건에 맞는 프로파일에 따라 주행을 수행할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템(100)은 주행 동작을 결정하기 위한 수많은 상황 중에서 전방의 정보가 부족할 때(예를 들면, 큰 차에 가려서 센서가 멀리 인지하지 못하는 경우, 관심 영역의 연산으로 다른 위험도 판단이 지연되는 경우 등) 일시적으로 차량의 구동 토크를 없애 관성 주행을 수행할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템(100)은 센서의 오류 등에 의해 급제동이 발생하는 것을 미연에 방지하고, 탑승자의 승차감을 증대시킬 수 있다. 또한, 자율 주행시 히스테리시스 구간을 포함하도록 하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 프로파일 생성부(131), 프로파일 선정부(132) 및 제어부(133)를 포함할 수 있다.

프로파일 생성부(131)는 차량의 환경 조건에 기초하여 차량의 관성 주행(coasting)으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이 때, 히스테리시스 구간은 상한 속도(제1 제한 속도)와 하한 속도(제2 제한 속도) 사이에서 감속과 가속이 반복되는 구간일 수 있다.

예를 들면, 차량의 환경 조건은 차량 주변의 객체 정보, 차량의 위치 정보 및 지도 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 차량 주변의 객체 정보는 도 1의 센서(110)에 의해 획득될 수 있고, 차량의 위치 정보와 지도 정보는 도 1의 정보 획득 장치(120)를 통해 획득 될 수 있다.

프로파일 생성부(131)는 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이 때, 프로파일 생성부(131)는 선행 차량, 도로 제한 속도, 교차로 교행 차량, 차로 변경 등의 각종 상황들에 기반하여 속도 제한 조건을 설정할 수 있다.

프로파일 생성부(131)는 차량의 전방의 기준 거리(예를 들면, 30m) 내에 객체가 존재하지 않는 경우에 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 또한, 프로파일 생성부(131)는 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 그리고, 프로파일 생성부(131)는 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

구체적으로, 프로파일 생성부(131)는 히스테리시스 구간을 포함하는 속도 프로파일의 생성이 결정되면 속도 프로파일에 대해 필요한 조건을 설정할 수 있다. 특히, 관성 주행은 무동력 상태에서 관성으로 주행하는 방법이므로, 무동력 주행 상태를 만들기 위해서는 차량 시스템(100)의 하위 제어기의 출력 토크가 0Nm가 되도록 제어해 주어야 한다. 따라서, 프로파일 생성부(131)에서는 하위 제어기의 출력 토크가 0Nm와 유사한 값이 되도록 속도 프로파일을 출력할 수 있다.

또한, 프로파일 생성부(131)는 차량의 구동력과 차량에 걸리는 각종 저항(예를 들면, 구름 저항, 공기 저항, 구배 저항 등)을 고려하여 속도 프로파일에 요구되는 가속도를 산출할 수 있다. 예를 들면, 프로파일 생성부(131)는 속도 프로파일의 초기 가속도(예를 들면, 0m/s²)에 구름 저항, 공기 저항, 구배 저항 등 각종 저항으로 인한 가속도를 빼줌으로써, 속도 프로파일의 관성 주행에 대한 가속도를 산출할 수 있다.

프로파일 선정부(132)는 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다. 예를 들면, 프로파일 선정부(132)는 프로파일 생성부(131)에 의해 생성된 여러 속도 프로파일 중 차량이 최소의 가속도로 주행하거나 최소 전력으로 주행하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 프로파일 선정부(132)의 기설정된 조건은 다양한 요인들을 고려하여 설정될 수 있다.

제어부(133)는 프로파일 선정부(132)에 의해 선정된 속도 프로파일에 따라 차량의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(133)는 차량이 기준 속도에 도달하면 선정된 속도 프로파일에 따라 속도 제어를 수행하다가, 차량이 목표 하한 속도에 도달하면 선정된 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 종료할 수 있다. 이 때, 제어부(133)는 선정된 속도 프로파일의 제어값에 따른 포인트 어레이를 출력할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치(130)는 자율 주행을 하는 차량의 전방 상황에 대한 정보가 부족한 경우에 일정 시간 동안 관성 주행을 포함한 속도 제어를 수행함으로써, 실제 운전자 주행 패턴과 유사한 종방향 주행 패턴을 구현하고, 차량의 급제동을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치(130)는 차량의 자율 주행 영역에 히스테리시스 구간을 포함하여 연비를 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 동작 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 가로축은 시간을 세로축은 차량의 속도를 나타내고 있다. 또한, 도 3의 A 영역은 관성 주행의 작동 영역이고, V1은 차량의 속도 프로파일에 따른 제어가 시작되는 기준 속도이고, V2는 속도 프로파일에 따른 제어가 종료되는 목표 속도(즉, 관성 주행 해제 속도)를 나타낸다.

이 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 차량이 기준 속도(V1)에 도달하는 경우 선정된 속도 프로파일에 따라 속도 제어를 수행할 수 있다. 그리고, 차량 제어 장치(130)는 차량이 설정된 목표 속도(V2)에 도달하면 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 종료(해제)할 수 있다. 또한, 차량 제어 장치(130)는 속도 프로파일에 따라 속도 제어를 수행하는 경우에 도 3의 A 영역에서 히스테리시스 구간을 포함하도록 속도 제어를 수행할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 차량이 전방에 설정된 기준 거리 내에 물체(in-path target)가 없고, 차량의 현재 속도가 기준 속도(예를 들면, 도로 제한 속도, 사용자 설정 속도 등)(V1)에 도달하는 경우에 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이 경우, 속도 프로파일은 관성 주행에 의한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간이 포함되도록 설정될 수 있다.

또한, 차량 제어 장치(130)가 히스테리시스 구간을 포함하도록 속도 프로파일에 따라 속도 제어를 수행함에 따라 속도 프로파일은 도 3에 도시한 것과 같이 하방으로 이동하게 되며, 차량의 속도가 목표 속도(V2)에 도달하게 되면 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 해제할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 히스테리시스 구간을 포함하는 속도 프로파일을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 가로축은 시간을 세로축은 차량의 속도를 나타내고 있다. 또한, 도 4에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 차량의 속도가 관성 주행에 따라 감속하는 구간과 가속하는 구간이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하도록 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이 때, 도 4의 시간 축에서 T1은 가속 구간을 나타내고, T2는 관성 주행에 따른 감속 구간을 나타내고 있다.

한편, 도 4에서 그래프 P1은 종래의 주행 방식을 나타내고 있다. 도 4에 도시한 것과 같이, 종래의 자율 주행 장치에서는 속도 프로파일에서 히스테리시스 구간이 포함되어 있지 않으며, 일정 목표 속도에 따른 속도 제어만을 수행하였다. 따라서, 주행 중인 차량의 전방에 객체가 없는 상태로 현재 차로가 유지될 경우에 도로 제한 속도에 따라 설정된 속도를 유지하기 때문에 운전자의 매뉴얼 운전과 차이가 발생하게 된다. 또한, 센서의 오류 등으로 인해 전방의 정보가 부족한 경우 급제동이 발생할 수 있어 운전자로 하여금 불편함을 느끼도록 할 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)에서는 도 4의 P2 그래프와 같이, 전방 상황에 변화가 없는 경우(예를 들면, 전방에 객체가 없는 상태가 유지)에 관성 주행에 의한 감속과 상한 속도까지의 가속이 반복되도록 히스테리시스 구간에 따른 속도 제어를 수행할 수 있다. 따라서, 실제 운전자의 주행과 유사한 속도 프로파일을 생성하고 급제동을 방지할 수 있어 사용자의 승차감을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 장치(130)는 먼저 차량의 현재 GPS상 위치를 확인한다(S10). 그리고, 전방 객체(예를 들면, 선행 차량, 장애물 등)의 거리 정보를 획득한다(S20). 그리고, 객체의 전방 거리를 기준 거리와 비교한다(S30). 만약, 객체의 전방 거리가 기준 거리보다 가까운 경우(NO)에는 다시 단계 S20으로 돌아간다.

반면, 단계 S30에서 객체의 전방 거리가 기준 거리 이상인 경우에는(YES) 차량의 현재 속도가 기설정된 기준 속도 이상인지 여부를 비교한다(S40). 만약, 객체의 현재 속도가 기준 속도 미만인 경우(NO)에는 다시 단계 S20으로 돌아간다. 반면, 현재 속도가 기준 속도 이상인 경우(YES), 관성 주행에 따른 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 속도 프로파일을 생성한다(S50).

그리고, 복수의 속도 프로파일이 생성된 경우, 속도 프로파일을 상호 비교하고, 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정한다(S60). 이 때, 기설정된 조건은 복수의 프로파일 중 가속도를 최소로 하거나 전력 소비를 최소로하는 등의 조건을 포함할 수 있다. 또한, 단계 S60은 차량이 현재 주행 중인 차로 내에 돌발 상황(예를 들면, 컷인(cut-in) 객체나 이상 객체 등)이 없는 경우에 대해 수행될 수 있다.

다음으로, 선정된 속도 프로파일에 따라 차량의 속도를 제어한다(S70). 즉, 차량의 속도를 관성 주행에 따라 하한 속도까지 감속하다가 다시 상한 속도로 가속하도록 주행시킬 수 있다. 만약, 속도 프로파일에 따라 주행하다가 차량의 속도가 목표 속도에 도달하는 경우(YES)(S80), 해당 속도 프로파일에 따른 주행을 종료한다(S90).

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

또한, 이하에서는 도 1 및 2의 차량 제어 장치(130)가 도 6의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 6의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 차량 제어 장치(130)의 프로세서(미도시)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 방법은 먼저 차량의 환경 조건에 기초하여 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성할 수 있다(S110). 이 때, 히스테리시스 구간은 상한 속도(제1 제한 속도)와 하한 속도(제2 제한 속도) 사이에서 감속과 가속이 반복되는 구간일 수 있다. 또한, 차량의 환경 조건은 차량 주변의 객체 정보, 차량의 위치 정보 및 지도 정보를 포함할 수 있다.

또한, 단계 S110에서는 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 이 때, 선행 차량, 도로 제한 속도, 교차로 교행 차량, 차로 변경 등의 각종 상황들에 기반하여 속도 제한 조건을 설정할 수 있다.

특히, 단계 S110에서 차량의 전방의 기준 거리(예를 들면, 30m) 내에 객체가 존재하지 않고, 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 속도 프로파일을 생성할 수 있다. 또한, 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 속도 프로파일을 생성할 수 있다.

다음으로, 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다(S120). 예를 들면, 단계 S120은 생성된 복수의 속도 프로파일 중 차량이 최소의 가속도로 주행하거나 최소 전력으로 주행하는 속도 프로파일을 선정할 수 있다.

그리고, 선정된 속도 프로파일에 따라 차량의 속도를 제어할 수 있다(S130). 예를 들면, 단계 S130에서는 차량이 기준 속도에 도달하면 선정된 속도 프로파일에 따라 속도 제어를 수행하다가, 차량이 목표 하한 속도에 도달하면 선정된 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 종료할 수 있다. 이 때, 선정된 속도 프로파일의 제어값에 따른 포인트 어레이를 출력할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 방법은 자율 주행을 하는 차량의 전방 상황에 대한 정보가 부족한 경우에 일정 시간 동안 관성 주행을 포함한 속도 제어를 수행함으로써, 실제 운전자 주행 패턴과 유사한 종방향 주행 패턴을 구현하고, 차량의 급제동을 방지하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 방법은 차량의 자율 주행 영역에 히스테리시스 구간을 포함하여 연비를 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.

예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 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

차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행(coasting)으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 프로파일 생성부;
상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정하는 프로파일 선정부; 및
상기 프로파일 선정부에 의해 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히스테리시스 구간은 제1 제한 속도와 상기 제1 제한 속도보다 작은 제2 제한 속도 사이에서 감속과 가속이 반복되는 구간인 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량의 환경 조건은 상기 차량 주변의 객체 정보, 상기 차량의 위치 정보 및 지도 정보를 포함하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 전방의 기준 거리 내에 객체가 존재하지 않는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로파일 생성부는 상기 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로파일 생성부는 상기 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로파일 선정부는 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 상기 차량이 최소의 가속도로 주행하는 속도 프로파일을 선정하는 차량 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 상기 차량이 목표 속도에 도달하면 상기 선정된 속도 프로파일에 따른 속도 제어를 종료하는 차량 제어 장치.
차량 주변의 객체를 검출하는 센서;
상기 차량의 위치 및 지도 정보를 획득하는 정보 획득 장치; 및
상기 차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하도록 생성된 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하도록 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 차량 제어 장치를 포함하는 차량 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 센서는 상기 차량의 상태 정보를 획득하는 차량 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 정보 획득 장치는 외부 서버로부터 상기 차량의 위치 및 지도 정보를 획득하는 차량 시스템.
차량의 환경 조건에 기초하여 상기 차량의 관성 주행으로 인한 감속과 가속이 반복되는 히스테리시스 구간을 포함하는 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계;
상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 기설정된 조건을 만족하는 속도 프로파일을 선정하는 단계; 및
상기 프로파일 선정부에 의해 선정된 속도 프로파일에 따라 상기 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 히스테리시스 구간은 제1 제한 속도와 상기 제1 제한 속도보다 작은 제2 제한 속도 사이에서 감속과 가속이 반복되는 구간인 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 차량의 환경 조건은 상기 차량 주변의 객체 정보, 상기 차량의 위치 정보 및 지도 정보를 포함하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 주변 상황에 따라 설정된 속도 제한 조건을 만족하도록 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 전방의 기준 거리 내에 객체가 존재하지 않는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량이 기준 속도에 도달하는 경우에 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 적어도 하나의 속도 프로파일을 생성하는 단계는 상기 차량의 구름 저항, 공기 저항 및 구배 저항 중 적어도 하나로 인한 가속도를 고려하여 상기 속도 프로파일을 생성하는 차량 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 속도 프로파일을 선정하는 단계는 상기 적어도 하나의 속도 프로파일 중 상기 차량이 최소의 가속도로 주행하는 속도 프로파일을 선정하는 차량 제어 방법.