KR20170067282A - 차량의 차선 유지 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 차선 유지 보조 방법에 관한 것으로서, 트랙터 차량에서 트레일러 장착 여부에 따라 제어 시점 외에 제어량을 달리하여 제어 성능과 운전자 방해 수준 정도를 모두 만족시킬 수 있는 차량의 차선 유지 보조 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 트랙터에 트레일러가 결합되는 트랙터 차량에서 카메라 센서를 통해 얻어지는 차선 정보와 차량 CAN 데이터로부터 얻어지는 차량 상태 정보를 취득하는 단계; 트레일러 장착 여부를 판단하는 단계; 차선 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 차량의 차선 유지 제어를 시작할 지의 여부를 판단하는 단계; 차선 유지 제어가 시작되면 이후 검출되는 차선 정보 및 차량 상태 정보와 트레일러 장착 여부에 따른 목표 거리를 산출하는 단계; 상기 산출된 목표 거리와 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 차선 유지를 위한 목표 궤적을 산출하는 단계; 상기 산출된 목표 궤적과 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 목표 궤적을 추종하기 위한 목표 제어량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 목표 제어량에 따라 조향 장치의 제어가 수행되는 단계를 포함하는 차량의 차선 유지 제어 방법이 개시된다.

Description

차량의 차선 유지 제어 방법{Lane keeping assist method for vehicle}

본 발명은 차량의 차선 유지 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랙터 차량에서 트레일러 장착 여부에 따라 제어 시점 외에 제어량을 달리하여 제어 성능과 운전자 방해 수준 정도를 모두 만족시킬 수 있는 차량의 차선 유지 제어 방법에 관한 것이다.

차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System, 이하 'LKAS'라 칭함)이란 주행 중인 차량의 상태 정보 및 차선 정보를 기초로 하여 차량이 차선을 이탈할 것으로 예상될 경우 차량을 제어하여 차량의 차선 이탈 방지를 도와주는 시스템이다.

통상의 LKAS는 차량에 장착된 카메라 센서를 통해 얻어지는 차선 정보(예, 차량과 차선 간의 상대 정보로서 차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 헤딩각, 도로 곡률 등)와 차량의 CAN 데이터로부터 얻어지는 차량 상태 정보(운전자 조향 입력 정보인 조향각과 조향토크, 그리고 차속, 요레이트 등의 센서 정보)를 이용하여 차선 유지 제어 기능을 수행한다.

이때, 차량이 차선을 이탈하지 않고 도로의 중심을 추종하도록 하는 제어 토크(보조 조향토크)를 산출한 후, 이를 조향 장치의 제어기로 입력하여 조향 장치를 통해 차선 이탈을 막는 조향 제어가 이루어지도록 한다.

이러한 차선 유지 보조 시스템과 관련된 선행기술문헌으로는 등록특허공보 제10-1351919호(2014.1.9.), 공개특허공보 제10-2015-0026203호(2015.3.11.), 등록특허공보 제10-1502510호(2015.3.9), 공개특허공보 제10-2015-0034400호(2015.4.3.), 등록특허공보 제10-1526729호(2015.6.1.)를 들 수 있다.

또한, LKAS이 적용된 차량에서 차선 유지 제어 기능의 작동시에는, 운전자 조향 의지 대로가 아닌, 차선 이탈을 방지하기 위한 조향 제어가 추가로 수행되므로 운전자가 운전 방해감을 느낄 수 있다.

따라서, 차선 유지 제어 기능은 차선 유지 제어의 제어 시점을 달리하는 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드를 가지며, 운전자가 자신의 취향에 따라 두 제어 모드 중 하나를 선택하여 사용할 수 있도록 하고 있다.

도 1은 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드의 제어 상태를 나타내는 도면으로, R1, R2는 목표 궤적에 대한 곡률 반경(회전 반경)을 나타낸다.

차선 유지 제어시 목표 궤적은 카메라 센서를 통해 취득되는 차선 정보와 차량의 CAN 데이터로부터 취득되는 차량 상태 정보(센서 정보)로부터 생성될 수 있고, 곡률 반경은 목표 궤적으로부터 결정될 수 있다.

상기한 목표 궤적은 시스템의 제어량(차선 유지를 위한 보조 조향토크가 될 수 있음)을 결정하게 되며, 동일 조건이라면 목표 궤적으로부터 결정되는 곡률 반경 또한 두 제어 모드 간에 동일하다(R1 = R2).

표준 제어 모드에서는 제어 개입 조건을 강화하여 제어 시점을 늦춤으로써 시스템의 제어 개입 빈도수를 낮추고 운전자가 느끼는 방해 수준을 개선할 수 있는 반면, 약간의 차선 이탈이 발생할 수 있는 등 차선 유지 제어 성능은 낮아지게 된다.

반면, 적극적 제어 모드에서는 제어 개입 조건을 완화하여 제어 시점을 앞당김으로써 차선 이탈이 발생하지 않도록 차선 유지 제어 성능은 높이게 되나, 제어 개입 빈도 수가 많아지고, 운전자가 느끼는 방해 수준이 높아지게 된다.

제어 성능과 운전자 방해 수준이라는 두 가지 지표에 있어서 운전자 간에 뚜렷한 취향 차이가 존재하기 때문에 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드 중 하나의 제어 모드를 운전자가 선택하여 사용할 수 있도록 하고 있다.

한편, 상용 차량 중에서 대형 트럭, 특히 컨테이너나 각종 대형 자재를 운반하는 트랙터 차량은 추진 차량인 트랙터에 커플러를 이용하여 화물 적재 차량인 트레일러를 결합한 차량이다.

이러한 대형 트랙터 차량은 같은 차량이라 하더라도 어떤 트레일러를 장착했는지 여부에 따라 전장이 크게 달라지며, 트레일러 장착시(트랙터에 트레일러를 연결한 경우임)와 트레일러 미장착시의 전장 차이가 최대 3배까지 날 수 있다.

따라서, 트랙터 차량의 경우 트레일러 장착시와 트레일러 미장착시를 구분하여 차선 유지 제어를 달리해주는 것이 필요하다.

도 2는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 트레일러를 장착하지 않은 경우를, (b)는 트레일러를 장착한 경우를 나타낸다.

일례로, 트레일러 장착시 트랙터 차량의 전장이 국내 법규 최대 허용 전장인 16.7m일 때, 트레일러 미장착시 트랙터 차량의 전장이 크게 작은 7m가 될 수 있고, 트레일러 미장착시 트랙터 차량이 차량 제조사에 따라 더 작아질 경우 전장 차이는 더 커질 수 있다.

도 2에서 현재 자차 위치에서 목표 거리(L1,L2)만큼 떨어진 차선 중심선 위치를 목표점이라 할 때, 카메라 센서 정보 및 차량 CAN 정보를 이용하여 현재 자차 위치 및 헤딩각, 목표 거리(L1,L2)를 계산할 수 있고, 도로상의 목표점에 가기 위한 목표 궤적은 실시간으로 원호 형태의 프로파일로 구해질 수 있다.

종래에는 트레일러 장착시와 미장착시를 구분하지 않고 동일 조건이라면 동일한 목표 거리가 계산되고(L1=L2), 따라서 목표 거리로부터 동일한 목표 궤적 및 곡률 반경이 구해지며, 결국 트레일러 장착시와 미장착시 동일한 제어량으로 차선 유지 제어가 수행된다.

그러나, 상기와 같이 트레일러 장착시와 미장착시를 구분하지 않고 동일 조건에서 동일 제어량으로 차선 유지 제어를 수행한다면, 트레일러를 장착한 경우에서 차선 이탈이 발생하거나, 미장착한 경우에 비해 차선 이탈이 더 크게 발생할 수 있고, 차선 이탈 상황에서 차로 복귀까지의 시간 또한 오래 걸리게 된다.

통상 LKAS의 제어 기준점이 타이어 외측면이기 때문에 전장이 큰 차량의 경우 앞타이어가 차선을 이탈하지 않더라도 뒷타이어가 차선을 이탈하는 경우가 생길 수 있는 것이다(도 2의 (b) 참조).

또한, 트레일러 장착 상태에서 기존의 표준 제어 모드대로 제어 시점을 늦추게 되면 차량이 차선을 이탈하였다가 복귀하는 사이의 일정 시간 동안 광범위한 차선 침범이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 트레일러 장착 여부에 따라 동일 조건이라 하더라도 제어 시점 외에 제어량을 달리하여 제어 성능과 운전자 방해 수준 정도를 모두 만족시킬 수 있는 차선 유지 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 트레일러 장착 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 제어량에 차등을 주는 로직을 적용함으로써 트레일러 장착시 차선 이탈을 효과적으로 방지할 수 있는 차선 유지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 트랙터에 트레일러가 결합되는 트랙터 차량에서 카메라 센서를 통해 얻어지는 차선 정보와 차량 CAN 데이터로부터 얻어지는 차량 상태 정보를 취득하는 단계; 트레일러 장착 여부를 판단하는 단계; 차선 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 차량의 차선 유지 제어를 시작할 지의 여부를 판단하는 단계; 차선 유지 제어가 시작되면 이후 검출되는 차선 정보 및 차량 상태 정보와 트레일러 장착 여부에 따른 목표 거리를 산출하는 단계; 상기 산출된 목표 거리와 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 차선 유지를 위한 목표 궤적을 산출하는 단계; 상기 산출된 목표 궤적과 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 목표 궤적을 추종하기 위한 목표 제어량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 목표 제어량에 따라 조향 장치의 제어가 수행되는 단계를 포함하는 차량의 차선 유지 제어 방법을 제공한다.

이로써, 본 발명에 따른 차량의 차선 유지 제어 방법에 의하면, 트레일러 장착 여부에 따라 동일 조건이라 하더라도 제어 시점 외에 제어량을 달리하여 제어 성능과 운전자 방해 수준 정도를 모두 만족시킬 수 있으며, 특히 트레일러 장착 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 제어량에 차등을 주는 로직을 적용함으로써 트레일러 장착시 차선 이탈을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 차선 유지 제어 모드를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 모드를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 모드에서 동일 조건의 목표 거리를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 차선 유지 제어 모드를 수행하는 LKAS의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 차선 유지 제어 모드를 수행하는 LKAS에서 제어랑 산출 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 차선 유지 제어 과정을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 트레일러 장착시 제어량(차선 유지를 위한 보조 조향토크가 될 수 있음)을 달리하는 트레일러 장착 모드를 가지는 차량의 차선 유지 제어 방법에 관한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 모드를 나타내는 도면으로, 트랙터(1)에 트레일러(2)를 연결하지 않은 트레일러 미장착 상태의 제어 모드는 종래와 마찬가지로 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드로 나눠질 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에서는 트랙터(1)에 트레일러(2)가 연결되었을 때 차선 이탈 방지를 위한 제어 모드인 트레일러 장착 모드를 추가로 구비한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 차선 유지 제어 방법의 제어 모드, 즉 차선 유지 제어 모드는 트레일러 미장착 상태의 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드, 그리고 트레일러(2)가 장착되었을 때 차선 이탈 방지를 위해 수행되는 트레일러 장착 모드를 포함하게 된다.

이 중에서 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드는 운전자가 선택하여 사용하는 제어 모드이고, 차량에 트레일러(2)가 장착되었을 경우에는 무조건 트레일러 장착 모드로 차선 유지 제어가 수행된다.

또한, 트레일러 장착 모드의 경우에도 좀더 세분화될 수 있는데, 운전자가 표준 제어 모드를 선택한 경우 트레일러(2)가 장착되었을 때의 트레일러 장착 모드와, 운전자가 적극적 제어 모드를 선택한 경우 트레일러(2)가 장착되었을 때의 트레일러 장착 모드로 나눠질 수 있다.

이때, 트레일러 미장착 상태의 표준 제어 모드와 트레일러 미장착 상태의 적극적 제어 모드는 동일 조건이라면(즉, 제어 변수가 동일하다면) 목표 거리와 곡률 반경이 모드 간에 동일하다(L1 = L2, R1 = R2).

또한, 트레일러 장착 모드가 수행될 경우, 목표 거리(도 4에서 L3임)가 동일 조건에서 트레일러 미장착 상태의 표준 제어 모드의 목표 거리(도 4에서 L1임) 및 적극적 제어 모드의 목표 거리(도 4에서 L2임)에 비해 작아지고, 목표 궤적의 곡률 반경(R3) 또한 동일 조건에서 표준 제어 모드의 곡률 반경(R1) 및 적극적 제어 모드의 곡률 반경(R2)보다 작아진다(L1 = L2 > L3, R1 = R2 > R3).

또한, 표준 제어 모드가 선택된 상태에서 트레일러(2)가 장착되었을 때의 트레일러 장착 모드와, 적극적 제어 모드가 선택된 상태에서 트레일러(2)가 장착되었을 때의 트레일러 장착 모드는 동일 조건이라면 목표 거리와 곡률 반경이 동일하며, 다만 트레일러 미장착시와 마찬가지로 제어 시점에서만 차이를 나타내게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 모드에서 동일 조건의 목표 거리를 비교하여 나타낸 도면으로, (a)는 트레일러 장착시 종래 기술의 적극적 제어 모드시 목표 거리(L2)를 보여주고 있으며, (b)는 본 발명에서 트레일러 미장착시 적극적 제어 모드의 목표 거리(L2)를 보여주고 있다.

또한, (c)는 본 발명에서 트레일러 장착 모드의 목표 거리(L3)를 보여주고 있으며, 운전자가 적극적 제어 모드를 선택한 경우를 나타내고 있다.

도 4에는 나타내지 않았으나, 운전자가 표준 제어 모드를 선택한 상태에서 트레일러(2)가 장착된 경우일 때 (c)와 동일 조건이라면 이때의 트레일러 장착 모드 또한 목표 거리가 도 4의 (c)와 같이 L3가 될 수 있다.

도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 트레일러 장착 상태에서 차량 전체가 차선 이탈을 하지 않으려면 제어 시점을 앞당기거나 LKAS의 제어량을 증가시켜야 하는데, 제어 시점을 앞당기거나 늦추는 것은 운전자의 취향 차이가 있으므로 운전자가 표준 제어 모드와 적극적 제어 모드 중 하나를 선택함에 의해 수행되도록 해야 한다.

따라서, 트레일러 장착 상태에서 제어 시점을 앞당기지 않고 차선 유지 제어 성능을 만족시킬 수 있는 방법은 도 4의 (c)와 같이 목표 거리(L = L3)를 줄여 빠른 차로 복귀를 유도하는 것이다(L1 = L2 > L3).

도 5는 본 발명의 차선 유지 제어 모드를 수행하는 LKAS(10)의 구성을 나타내는 블록도로서, 도시된 바와 같이 검출부(11), 차선 인식 모듈(12), 제어량 산출 모듈(13), 제어 개입/해제 판단부(14)를 포함한다.

상기 검출부(11)는 카메라 센서 및 차량 상태를 검출하기 위한 차량 내 센서를 포함하며, 여기서 차량 내 센서로부터 차량 CAN을 통해 조향각(조향각 센서에 의해 검출됨), 운전자 조향토크(토크 센서에 의해 검출됨), 차속(차속 센서에 의해 검출됨), 요레이트(요레이트 센서에 의해 검출됨) 등의 차량 상태 정보가 제어량 산출 모듈(13)에 입력된다.

또한, 제어 개입/해제 판단부(14)는 제어량 산출 모듈(13)을 통해 입력되는 차선 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 차량의 차선 유지 제어를 시작할 지 또는 해제할 지의 여부를 판단(제어 시점 및 제어 해제 시점 판단)하고, 판단 결과에 따라 제어 시점에서 제어량 산출 모듈(13)로 하여금 제어량에 상응하는 제어 명령을 출력하도록 하거나, 해제 시점에서 차선 유지 제어가 해제되도록 한다.

본 발명에서 차선 유지 제어를 위한 검출부(11), 차선 인식 모듈(12), 제어 개입/해제 판단부(14)에 대해서는 종래의 구성과 차이가 없으므로 추가적인 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 차선 유지 제어 과정에서 LKAS의 제어량 산출 모듈(13)은 실시간으로 입력되는 차선 정보(차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 도로 곡률, 헤딩각 등을 포함할 수 있음)와 차량 상태 정보(운전자 조향 입력 정보인 조향각, 조향토크, 차속, 요레이트 등을 포함할 수 있음)에 기초하여 차량의 차선 유지를 위한 목표 제어량을 산출하고, 상기 산출된 목표 제어량에 상응하는 제어 명령을 실시간 출력하게 된다.

이때, MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어기가 제어량 산출 모듈(13)로부터 수신된 제어 명령에 따라 MDPS 모터의 구동을 제어하게 되는데, 이로써 전동식 조향 장치인 MDPS가 제어량에 상응하는 보조 조향토크를 발생시키는 조향 제어가 수행되고, 결국 이러한 조향 제어에 의해 차량의 차선 유지가 이루어질 수 있게 된다.

상기 제어량 산출 모듈(13)은 트레일러 장착 여부를 나타내는 신호를 입력받아 트레일러 장착 여부를 판단하는 트레일러 장착 판단부(12-1), 차선 정보 및 차량 상태 정보와 트레일러 장착 여부에 따른 목표 거리(L)를 산출한 뒤 산출된 목표 거리로부터 목표 궤적을 산출하는 목표 궤적 산출부(12-2), 목표 궤적으로부터 목표 제어량을 산출하는 목표 제어량 산출부(12-3)를 포함한다.

본 발명에서는 트레일러 장착 판단부(12-1)가 외부에서 입력되는 CAN 신호를 통해 트레일러 장착 여부를 판단한다.

먼저, 대형 트랙터 차량에서는 스마트 정션 박스(Smart Junction Box, 이하 'SJB'라 칭함)의 제어기에서 트레일러의 제동등(Brake Lamp) 및 좌우 턴 시그널 램프(Turn Signal Lamp), 그 밖에 후미등(Tail Lamp)과 같은 부하 램프에 흐르는 전류량을 파악하여 트레일러의 장작 여부를 판단하고 있다(공개특허공보 제10-2015-0080339호(2015.7.9.).

이와 더불어 차량의 EBS(Electric Brake System) 제어기는 트레일러의 밸브 유닛으로부터 신호를 받아 트레일러에 EBS가 장착되어 있는지의 여부를 파악하고 있다.

또한, EBS 제어기는 트레일러에도 EBS가 장착되어 있는지의 여부를 판단한 뒤 판단 결과의 신호를 차량 CAN을 통해 외부로 송출하고 있으며, 따라서 EBS 제어기로부터 트레일러에 EBS가 장착되어 있음을 나타내는 신호가 송출된 경우 차량에 트레일러 또한 장착되어 있는 것으로 판단할 수 있다.

다만, 트레일러에 EBS가 장착되지 않았다면 차량에 트레일러가 장착되었다 하더라도 EBS 제어기의 송출 신호로부터 트레일러가 장착된 것을 알 수 없다.

따라서, 트레일러 장착 판단부(12-1)가 SJB 제어기의 신호와 EBS 제어기의 신호를 차량 CAN을 통해 모두 입력받도록 하여 입력된 CAN 신호로부터 트레일러의 장착 여부를 판단하도록 구성한다.

이때, SJB 제어기의 신호와 EBS 제어기의 신호 중 어느 하나라도 트레일러가 장착됨을 나타내는 신호라면, 트레일러 장착 판단부(12-1)는 트레일러가 차량에 장착된 것으로 판단하게 된다.

만약, SJB 제어기의 신호와 EBS 제어기의 신호가 모두 트레일러 미장착 상태임을 나타내고 있다면, 트레일러 장착 판단부(12-1)는 트레일러가 차량에 미장착된 것으로 최종 판단하게 된다.

상기 트레일러 장착 판단부(12-1)는 차량에 트레일러가 장착되었는지의 여부를 판단한 뒤 그 판단 결과를 목표 궤적 산출부(12-2)로 전달하는데, 상기 목표 궤적 산출부(12-2)는 트레일러 장착 여부와 함께 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 목표 궤적을 생성한다.

소정의 차속으로 주행하고 있는 차량이 현재 위치로부터 차선을 벗어나지 않고 주행하기 위한 목표점까지의 직선 거리를 목표 거리라 정의하고, 차량이 차선을 벗어나지 않고 상기 목표점까지 주행할 수 있는 궤적을 목표 궤적이라 정의할 때, 목표 거리(L)는 차량의 현재 차속 등에 따라 결정되는 값이다.

이때, 목표 궤적은 차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 헤딩각, 도로 곡률 등의 차선 정보와 상기 결정된 목표 거리에 기초하여 구해질 수 있다.

본 발명에서 차속 등에 따라 결정된 목표 거리와 상기 차선 정보에 기초하여 목표 궤적을 산출하는 과정에 대해서는 종래 기술과 차이가 없으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

예를 들어, 목표 거리가 결정되고 나면, 상기 결정된 목표 거리를 이용하여 등록특허공보 제10-1351919호나 등록특허공보 제10-1502510호, 공개특허공보 제10-2015-0034400호 등에 개시되어 있는 방법에 따라 목표 궤적이 구해지도록 로직이 설정될 수 있다.

또한, 기본적으로 목표 거리가 구해지는 과정 또한 종래 기술과 차이가 없으나, 종래 기술에 따라 구해지는 목표 거리(L = L1 = L2)를 기본 목표 거리라 한다면, 본 발명에서는 트레일러 미장착시에만 기본 목표 거리를 사용한다.

이를 위해 트레일러가 장착되지 않은 트랙터만을 기준으로 실시한 선행 시험을 통하여 차속 등에 따른 기본 목표 거리 데이터가 획득되고 나면, 실제 차량 제어 적용을 위해 차속 등의 입력 변수에 상응하는 기본 목표 거리 값들이 데이터화되어 목표 궤적 산출부(12-2)에 미리 설정 입력된다.

반면, 트레일러가 장착된 경우에는 트렉터 장착시의 차량 전장(트랙터와 트레일러가 연결된 상태의 차량 전체 길이)과 트랙터 미장착시의 차량 전장(트랙터만의 전체 길이) 정보와 상기 기본 목표 거리로부터 트레일러 장착시 목표 거리를 구하여 사용한다.

즉, 트레일러 미장착시에는 종래와 동일하게 기본 목표 거리를 그대로 사용하여 목표 궤적을 산출하는 것이며, 트레일러 장착시에는 기본 목표 거리와 차량 전장 정보를 이용하여 트레일러 장착 상태가 고려된 목표 궤적을 새로이 산출하는 것이다.

종래에는 차량 길이가 일정하다는 가정하에 차속 등에 따라 결정된 목표 거리를 이용하여 목표 궤적을 산출하고, 상기 산출된 목표 궤적을 이용하여 목표 제어량을 산출하였으나, 종래의 목표 거리가 차량 길이와는 무관한 값이므로 트레일러 장착 여부에 따른 제어 성능은 보장될 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 트레일러 장착시와 미장착시를 각각 대표하는 차량 전장, 즉 차량 전체 길이에 따라 목표 거리 및 목표 궤적이 달리 산출될 수 있도록 하여 트레일러 장착 상태에서도 빠른 차로 복귀를 유도하게 된다.

좀더 설명하면, 트레일러가 장착된 경우, 미장착시에 비해 차량 길이가 더 길어지는 것을 감안하여 상대적으로 짧은 목표 거리와 작은 곡률 반경을 가지는 목표 궤적이 차선 유지 제어를 위해 사용되어야 한다.

따라서, 트레일러가 장착된 상태의 차량 전체 길이 A(트레일러 길이 포함)와 트레일러가 미장착된 상태의 차량 전체 길이 B(트레일러 길이 미포함, 트랙터만의 길이)를 이용하되, 기본 목표 거리로부터 A와 B의 비율이 고려된 트레일러 장착시 목표 거리가 구해질 수 있도록 한다.

즉, 기본 목표 거리(기존의 목표 거리)를 L1(= L2)라 하고, 트레일러 장착시 목표 거리를 L3라 한다면, 기본 목표 거리 L1이 결정되었을 때 A, B의 비율을 이용하여 L1 : L3 = A : B의 식으로부터 L3가 구해질 수 있다.

이때, A는 트레일러가 장착된 상태의 실제 차량 전체 길이(차량 전장)으로 미리 설정 입력될 수 있고, 또는 법규로 규정된 최대 허용 전장으로 미리 설정 입력될 수도 있다.

만약, A가 국내 법규 최대 허용 전장인 16.7m이고, 트랙터 전장 7m가 미리 B의 값으로 설정 입력되어 있다면, 16.7 : 7 = L1 : L3의 식으로부터 L3 = (7/16.7)×L1의 값으로 구해질 수 있다.

이와 같이 목표 궤적 산출부(12-2)에서 차선 유지 제어를 위한 목표 거리가 트레일러 장착 여부에 따라 기본 목표 거리(트레일러 미장착시)로 결정되거나, 상기와 같은 방법으로 트레일러 장착시 목표 거리로 구해지고 나면, 구해진 목표 거리(기본 목표 거리 또는 트레일러 장착시 목표 거리)를 이용하여 목표 궤적을 산출하게 된다.

한편, 상기 목표 궤적이 산출되고 나면, 목표 제어량 산출부(12-3)는 목표 궤적 산출부(12-2)로부터 목표 궤적을 입력받아 목표 궤적을 이용하여 차선 유지를 위한 목표 제어량을 산출하게 된다.

본 발명에서 목표 궤적을 이용하여 차선 유지를 위한 목표 제어량(목표로 하는 보조 조향토크)을 산출하는 과정은 종래와 차이가 없으므로 상세한 설명은 생략하며, 간단히 예를 들어 설명하면, 목표 궤적으로부터 곡률 반경을 구한 뒤, 이 곡률 반경과 차선 정보 및 차량 상태 정보를 이용하여 목표 궤적을 추종하기 위한 목표 요레이트를 구하고, 요레이트 센서에 의해 검출된 현재 차량의 요레이트와 상기 목표 요레이트를 비교하여 목표로 하는 조향각을 산출한 후, 이 목표 조향각을 따라가기 위한 보조 조향토크를 산출하도록 로직이 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 먼저 전술한 방법으로 트레일러 장착 여부가 판단되며(S11), 트레일러가 미장착된 경우 기본 목표 거리(L1)가 구해져 선택된다(S13).

반면, 트레일러가 장착된 경우 기본 목표 거리(L1)와 트레일러 장착시 및 미장착시의 차량 전장을 이용하여 트레일러 장착시 목표 거리(L3)가 구해져 선택된다(S14).

이어 전술한 목표 궤적 산출 과정(S15), 목표 제어량 산출 과정(S16)이 수행되고, 도면에 나타내지는 않았으나, 차량의 차선 유지를 위한 목표 제어량이 산출되고 나면, 상기 산출된 목표 제어량에 상응하는 제어 명령을 LAKS에서 실시간 출력하여, 전동식 조향 장치인 MDPS가 목표 제어량에 상응하는 보조 조향토크를 발생시키는 조향 제어가 수행되도록 한다.

이에 차량의 차선 유지가 이루어질 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1: 트랙터 2 : 트레일러
10 : LKAS 11 : 검출부
12 : 차선 인식 모듈 12-1 : 트레일러 장착 판단부
12-2 : 목표 궤적 산출부 12-3 : 목표 제어량 산출부
13 : 제어량 산출 모듈 14 : 제어 개입/해제 판단부

Claims (9)

1. 트랙터에 트레일러가 결합되는 트랙터 차량에서 카메라 센서를 통해 얻어지는 차선 정보와 차량 CAN 데이터로부터 얻어지는 차량 상태 정보를 취득하는 단계;
   트레일러 장착 여부를 판단하는 단계;
   차선 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 차량의 차선 유지 제어를 시작할 지의 여부를 판단하는 단계;
   차선 유지 제어가 시작되면 이후 검출되는 차선 정보 및 차량 상태 정보와 트레일러 장착 여부에 따른 목표 거리를 산출하는 단계;
   상기 산출된 목표 거리와 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 차선 유지를 위한 목표 궤적을 산출하는 단계;
   상기 산출된 목표 궤적과 차선 정보 및 차량 상태 정보에 기초하여 목표 궤적을 추종하기 위한 목표 제어량을 산출하는 단계; 및
   상기 산출된 목표 제어량에 따라 조향 장치의 제어가 수행되는 단계를 포함하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 트레일러 장착 여부를 판단하는 단계에서,
   트레일러의 램프에 흐르는 전류량을 파악하여 트레일러의 장착 여부를 판단하는 스마트 정션 박스의 제어기의 신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 트레일러 장착 여부를 판단하는 단계에서,
   트레일러의 밸브 유닛으로부터 신호를 받아 트레일러에 EBS(Electric Brake System)가 장착되어 있는지를 판단하는 차량의 EBS 제어기의 신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 트레일러 장착 여부를 판단하는 단계에서,
   트레일러의 램프에 흐르는 전류량을 파악하여 트레일러의 장착 여부를 판단하는 스마트 정션 박스의 제어기의 신호와, 트레일러의 밸브 유닛으로부터 신호를 받아 트레일러에 EBS(Electric Brake System)가 장착되어 있는지를 판단하는 차량의 EBS 제어기의 신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 거리를 산출하는 단계에서,
   상기 차선 정보 및 차량 상태 정보로부터 트레일러 미장착시 목표 거리인 기본 목표 거리를 산출하고,
   트레일러가 장착된 경우 상기 기본 목표 거리로부터 트랙터 미장착시의 차량 전장 및 트랙터 장착시의 차량 전장을 이용하여 상기 목표 궤적을 산출하기 위한 트레일러 장착시 목표 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 트랙터 장착시 목표 거리는 '(트랙터 미장착시 차량 전장 ÷ 트랙터 장착시 차량 전장) × 기본 목표 거리'의 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표 거리를 산출하는 단계에서,
   상기 차선 정보 및 차량 상태 정보로부터 트레일러 미장착시 목표 거리인 기본 목표 거리를 산출하고,
   트레일러가 장착된 경우 상기 기본 목표 거리로부터 트랙터 미장착시의 차량 전장 및 법규로 허용된 트랙터 장착시 최대 허용 차량 전장을 이용하여 상기 목표 궤적을 산출하기 위한 트레일러 장착시 목표 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 트랙터 장착시 목표 거리는 '(트랙터 미장착시 차량 전장 ÷ 트랙터 장착시 최대 허용 차량 전장) × 기본 목표 거리'의 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.
   
9. 청구항 5 또는 청구항 7에 있어서,
   트레일러가 미장착된 경우 목표 궤적을 산출하기 위한 목표 거리로서 상기 기본 목표 거리를 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 차선 유지 제어 방법.

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