KR100452257B1 - 자동차의 지능형 순항제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

자동차의 지능형 순항 제어 시스템에서 브레이크 응답특성을 감안한 능동 제어가 이루어지도록 하며, 운전자의 개입이 필요한 이벤트가 발생하는 경우 운전자에게 경보음을 송출하도록 하는 것이다.

본 발명은 차간 상대거리 및 속도 정보를 기반으로 하는 순항제어 수행중에 이벤트의 발생이 검출되는지를 판단하는 과정과, 이벤트의 발생이 검출되면 자차 속도를 검출한 다음 차간 상대거리가 브레이크 지연 특성을 감안한 최소 허용범위 이내에 포함되는지를 판단하는 과정과, 상기에서 상대거리가 최소 허용범위 이내에 포함되면 감속도 제어 한계값을 해제하여 급 감속을 수행함과 동시에 경보음을 발생시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 선행 차량의 급감속이나 끼어드는 차량이 발생하는 경우 차간 상대거리가 자차의 브레이크 지연 특성을 감안한 최소 허용거리 이내에 포함되는지를 검출하여 경보음 발생과 동시에 감속 제어 한계값을 해제하므로 순항제어의 운행에 안정성과 신뢰성을 제공한다.

Description

자동차의 지능형 순항제어 시스템 및 그 방법{System For Intelligent Cruise Controlling Of Vehicle And Method Thereof}

본 발명은 자동차의 지능형 순항 제어 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 순항 제어모드에서 브레이크 응답특성을 감안한 능동 제어가 이루어지도록 하며, 운전자의 개입이 필요한 이벤트(Event)가 발생하는 경우 운전자에게 경보음을 송출하도록 하는 자동차의 지능형 순항제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지능형 순항제어 시스템(ICC, Intelligent Cruise Control System )은 능동 안전 시스템이라기 보다는 운전자의 편의 시스템으로 분류되며, 주행중인 자기 차량의 전방에 있는 차량이나 장애물까지의 거리 및 자기 차량과 전방에서 선행하고 있는 차량 혹은 장애물과의 상대속도를 감지한 다음 차속과 같은 자기 차량의 운전정보 및 운전자의 주행 요구속도 등으로 이루어진 정보를 지능형 정속 제어기에 입력하여 운전자가 원하는 차간 거리를 유지할 수 있도록 자기 차량의 트로틀 밸브의 개도율과 브레이크 장치를 제어하는 시스템이다.

이와 같이 운전자에게 편의성을 제공하여 주는 종래의 지능형 순항제어 시스템은 승차감을 해치지 않기 위해 최대 감속도를 제한하고 있음으로 인하여 선행 차량이 급감속하거나 근거리에서 끼어드는 위급한 상황이 발생하는 경우 거리제어에 한계가 있음에도 불구하고 이를 경고하거나 회피하는 방법이 제공되어 있지 않아 안전상에 심각한 문제가 있다.

또한, 운전자의 페달 조작없이 감가속이 자동으로 이루어지므로 운전자로 하여금 주변 교통 흐름에 대한 태만을 제공하여 주며, 위급 상황을 경보하여 주는 방법이 제공되고 있지 않아 운전자가 위급 상황에 대하여 신속하게 대처하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 일반적인 충돌 경보음 송출을 위한 알고리즘의 경우 차량의 특성을 고려하지 않고 단지 상대 차량의 속도와 거리만을 감안하여 경보음을 송출하도록 되어 있어 정확한 예측이 불가능한 단점이 있으며, 그 결과 운전자에게 잘못된 경보음을 송출하거나 위급한 상황에서도 경보음을 송출하지 않는 문제점이 있다.

예를들면, 100Km/h의 차속으로 주행하는 상태에서 1초의 브레이크 응답 지연이 발생하게 되면 대략 27M의 거리 오차가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 자동차의 특성을 감안한 감속 제어의 설정으로 순항제어 모드에서 실시간적으로 위급상황을 경고하거나 능동적으로 충돌회피 모드, 즉 감속도 한계 제어 해제 모드로 작동하도록 하며, 브레이크 응답 특성을 고려한 예측으로 순항 제어에 있어 안정성을 제공하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템에서 감속 제어시 응답을 가상한 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템에서 감속 제어시 지연시간 이후의 상대거리를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템에서 감속 제어 수행을 위한 도로 상황의 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템에서 감속 제어를 실행하는 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 차량의 전면부에 설치되어 선행 차량과의 상대거리 및 상대속도를 검출하는 전방감시수단과; 자차의 속도 정보를 검출하는 차속 검출수단과; 자차와 선행 차량과의 상대거리 유지를 경고하는 경보음 발생수단을 포함하며,순항제어를 유지하며 운행하는 상태에서 자차와 선행 차량과의 사이에 다른 차량의 급각스런 끼어들기로 상대거리에 이벤트의 발생이 검출되면 자차와 끼어들기한 차량간의 상대거리를 검출하여 차간 상대거리가 브레이크 응답 지연을 감안한 최소 허용범위 내에 포함되는지를 판단하여 최소 허용범위내에 포함되면 경고음 송출 및 감속 제어 한계값 해제를 통한 급감속 제어를 수행시키는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 지능형 순항 제어 시스템을 제공하다.또한, 본 발명은 자차와 선행 차량간의 상대거리 및 속도 정보를 기반으로 순항제어를 유지하고 있는 상태에서 자차와 선행 차량의 사이에 급작스런 끼어들기 차량이 검출되는지를 판단하는 과정과; 끼어들기 차량이 검출되면 자차 속도와 끼어든 차량의 상대속도, 상대거리를 검출하여 자차와 끼어들기한 차량간의 상대거리가 자차의 브레이크 응답 특성이 감안되는 최소 허용범위 이내에 포함되는지를 판단하는 과정과; 상기에서 자차와 끼어들기 한 차량간의 상대거리가 최소 허용범위 이내에 포함되지 않으면 감속도 제어 한계값으로 감속 제어하고, 최소 허용범위 이내에 포함되면 감속도 제어 한계값을 해제하여 급감속 제어를 수행함과 동시에 경보음을 발생시켜 운전자에게 경보하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 지능형 순항 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 지능형 순항제어 시스템은 전방 감시부(10)와 차속 검출부(20), 제어부(30) 및 경보음 송출부(40)로 구성되며, 전방 감시부(10)는 차량의 전면부 소정 위치에 설치되어 있는 레이더 센서로 선행차량이나 장애물과의 상대속도 및 상대거리를 측정하여 그에 대한 정보를 출력하고, 차속검출부(20)는 휠 센서로 자차의 주행속도 정보를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

제어부(30)는 자차의 브레이크 특성을 감안한 지능형 능동 순항제어가 이루어질수 있도록 하는 알고리즘이 설정되며, 순항제어 모드가 설정된 상태에서 검출되는 선행차량과의 상대거리 및 상대속도와 자차의 속도를 감안하여 능동적인 순항제어가 이루어지도록 하며, 위급 상황이 검출되는 경우 경보음 송출 제어신호를 출력하여 준다.

경보음 송출부(40)는 제어부(30)에서 위급상황시 인가되는 제어신호에 따라 소정의 경보음을 송출하여 운전자에게 통지함으로서 운전자로 하여금 브레이크 페달을 구동하거나 그에 적합한 행동을 취할 수 있도록 하여 준다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 지능형 순항제어가 능동적으로 수행되는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(30)에 설정되는 알고리즘에 브레이크의 응답성을 고려하여야 하는데, 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 일정 속도로 주행하는 상태에서 브레이크 구동에 의한 제동 제어가 발생하게 되면 일정의 지연시간 이후, 즉 브레이크 응답 지연시간(t_d) 이후에 최대 감속도()가 발생하는 것으로 가정하고, 선행 차량의 속도(v_cut)는 일정하다고 가정하면 지연시간 이후의 상대거리는 하기의 수학식 1과 같이 산출되며, 그 관계는 첨부된 도 3과 같이 형성된다.

상기에서 계속해서 현재 선행 차량의 속도를 이용하여 위급 상황 여부를 판단하기 때문에 선행 차량의 속도가 변화하는 경우에도 상기에서 설정한 가정은 그대로 준용되어진다.

따라서, 자차와 선행차량이 가까워질 수 있는 최소거리는 하기의 수학식 2와 같이 계산되며, 이 때의 제어 차량의 속도 v_cc= v_cut이다.

또한, 선행 차량과 자차간의 최소 허용거리(Minimum Allowable Distance)의 경우, 상기의 수학식 2에 선행 차량과의 거리에 대한 최소 허용거리 인자(Minimum Allowable Distance Factor)인 γ를 곱한 값으로 정의하며, 이는 하기의 수학식 3과 같이 표현된다.

상기에서 최소 허용거리 인자 γ값은 운전자의 선택에 의해 조작가능하도록 설정하게 되면 운전 습관에 따라 경보음 발생 빈도를 조절할 수 있게 된다.

또한, 선행 차량과 자차간의 최소거리()는 상기의 수학식 3으로 연산되는 최소 허용거리() 보다 작은 경우에 대하여 경보음을 발생시켜야 하므로 최소 허용거리()를 보장할 수 있는 조건은 하기의 수학식 4와 같이 설정된다.

또한, 계속적으로 현재 속도와 거리 정보로부터 위급 상황을 판단할 경우 그 판단조건은 하기의 수학식 5와 같이 설정된다.

여기서, t_d,app는 추정 지연시간(Approximate Delay Time)을 의미하는 것으로 하기의 수학식 6과 같이 계산되어지고, 이것은 차량의 특성에 따라 튜닝(Tuning) 할 파라메타의 값으로 간주된다.

여기서,이고,이다.

상기와 같은 수학식의 연산 알고리즘이 설정되어 있는 상태에서 능동적 순항제어를 수행하는 동작관계를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4의 예시에 도시된 'A' 자동차가 주행 중에 순항 제어모드의 선택이 검출되면(S101) 제어부(30)는 전방 감시부(10)로부터 인지되는 선행 차량 'B'와의 상대거리 및 상대속도 정보를 분석하고 분석된 정보의 기반으로 안전거리 'd_h'를 유지하는 순항 제어를 유지하여 준다(S102)(S103).

상기와 같이 검출되는 정보의 기반으로 안전거리 'd_h'를 유지하는 순항 제어의 상태에서 'v_cut'의 속도로 주행하는 'C'의 차량이 'd_r,0'의 거리에 끼어드는 이벤트가 발생하는지를 판단한다(S104).

이때, 이벤트의 발생이 검출되면 순항제어를 수행하고 있는 'A' 차량은 차속 검출부(20)로부터 현재의 차속 정보를 검출하고(S105) 순항제어에 필요한 최소 허용거리()를 유지시키기 위하여 감속도 값을 연산한 다음(S106), 끼어들기 한 'C' 차량과의 상대거리가 최소 허용거리() 이내에 포함되어 있는지를 판단한다(S107).

상기에서 자차와 끼어들기 한 'C'차량간의 상대거리가 최소 허용거리 () 이상을 유지하는 것으로 판단되면 현재의 순항제어를 연속적으로 유지하여 주고, 최소 허용거리() 이내에 포함되는 상대거리를 유지하면 감속도의 한계 제어값을 해제하여 급 제동이 발생될 수 있도록 제어함과 동시에 차간거리가 추돌을 유발시킬 수 있는 위급한 상황임을 경보음 송출을 통해 운전자에게 통지하여 운전자로 하여금 적절한 대응이 이루어지도록 유도하여 준다(S108).

상술한 바와 같이 본 발명은 지능형 순항 제어시스템에서 선행 차량의 급감속이나 끼어드는 차량이 발생하는 경우 차간 상대거리가 자차의 브레이크 지연 특성을 감안한 최소 허용거리 이내에 포함되는지를 검출하여 경보음 발생과 동시에 감속 제어 한계값을 해제하므로 순항제어의 운행에 안정성과 신뢰성을 제공한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 차량의 전면부에 설치되어 선행 차량과의 상대거리 및 상대속도를 검출하는 전방감시수단과;

   자차의 속도 정보를 검출하는 차속 검출수단과;

   자차와 선행 차량과의 상대거리 유지를 경고하는 경보음 발생수단을 포함하며,

   순항제어를 유지하며 운행하는 상태에서 자차와 선행 차량과의 사이에 다른 차량의 급각스런 끼어들기로 상대거리에 이벤트의 발생이 검출되면 자차와 끼어들기한 차량간의 상대거리를 검출하여 차간 상대거리가 브레이크 응답 지연을 감안한 최소 허용범위 내에 포함되는지를 판단하여 최소 허용범위내에 포함되면 경고음 송출 및 감속 제어 한계값 해제를 통한 급감속 제어를 수행시키는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 지능형 순항 제어 시스템.
2. 자차와 선행 차량간의 상대거리 및 속도 정보를 기반으로 순항제어를 유지하고 있는 상태에서 자차와 선행 차량의 사이에 급작스런 끼어들기 차량이 검출되는지를 판단하는 과정과;

   끼어들기 차량이 검출되면 자차 속도와 끼어든 차량의 상대속도, 상대거리를 검출하여 자차와 끼어들기한 차량간의 상대거리가 자차의 브레이크 응답 특성이 감안되는 최소 허용범위 이내에 포함되는지를 판단하는 과정과;

   상기에서 자차와 끼어들기 한 차량간의 상대거리가 최소 허용범위 이내에 포함되지 않으면 감속도 제어 한계값으로 감속 제어하고, 최소 허용범위 이내에 포함되면 감속도 제어 한계값을 해제하여 급감속 제어를 수행함과 동시에 경보음을 발생시켜 운전자에게 경보하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 지능형 순항 제어방법.
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